DE1696185A1 - Nichtgewebte fasrige Produkte aus Gelfasern und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents
Nichtgewebte fasrige Produkte aus Gelfasern und Verfahren zu ihrer HerstellungInfo
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Description
. RWeICKMANN4 Dr. ING. A-WeICEMANN, DlPL.-rNG.H.WEICKMANN
Dipl-Phys, De. K. Fincke Patentanwälte
HMT 8 MÜNCHEN 27, MbHLStRASSE 22, KUPNUMMER«3?21/2Z 1 R Q R 1 ft ^
Gas e 10,52 6/7/11,T45/32 3-
SHE DOW OHEIIIGAI. GOMPAfIY,: Midland, Michigan / U. S. A.
Ifiehtgewebte, fasrige Produkte aus öelfasern und
ren. zu ihrer Herstellung
Die Erfindung betrifft niclitgewebte, fasrige
Produkte, die aus G-elfasem hergestellt sind und verbesserte
Verfahren zu ihrer Herstellung.
Die Erfindung liefert ein Verfahren zur Herstellung
eines nichtgewebten, fasrigen Produktes durch Herstellung einer Bahn von selbstbindanden &elfasern aus
einem thermoplastischen, faserbildenden Polymerisat durch
^inv-irkun-M' einer Kombination von iiruckj Teaperatur und
Zeit auf diß 3aim, die nicht ausreicht, ura trockene Paeern
da α Polymerisats vorschmelzen zu lassen, die ^edoch
auiireij.it, mi eine iialai ^u bilden^ die. in v/iecTer naßge-
BAU ORIGfNAL
_ 2 —
machtem Zustand eine Zugfestigkeit aufweist, welche -eine
Kraft von mindestens 15,4 g benötigt, um ein Band von
2,54 cm Breite und mit einem Gewicht von 35 g/ßi zu- zerreißen.
Diese Baiin von Gelfasern kann dann gegebenenfalls mit einem erhitzten wässrigen lieditiia behandelt werden, um
- die 'Fasern im Gewebe zu entspannen. Die Bahn kann dann
erfindungsgemäß weiterbehandelt werden, indem verschiedene i'rocknungsverfahren angewendet werden oder indem
die BaIm mit harzartigen Feststoffen vor oder nach dem
Trocknen imprägniert wird. Die getrocknete Baiin kann dann
durch eine abschließende Wärmebehandlung getempert werden.
Die erfiiidungsgeniäß hergestellten Produkte stellen
ein nichtgewebtes, fasriges Bahnmaterial dar, welches
im wesentlichen aus Gelfasern besteht, entweder in Form von kontinuierlichen Fadem oder von Stapelfasern, die
miteinander an den BerührurigssTelleri zwischen den Fasern
■ . '■■·■■
verbunden sind. Vorzugsweise bestehen--die Gelfasern aus
einem Acrylnitrilpolymerisat. Die Baiin kann auch-andere
Faserart en--enthalten,, beispielsweise·1 synthetische PoIymerisatfaserij.
oder Fasern auf öellulosebasis, , die mit iuiiidestens 10 Gev;.;ί aar sr-lbstbindenden tJelfasem ge-
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BAD
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mischt sind, mid die Balm kann auch mit harzartigen feststoffen,
die "beispielsweise aus einer Latex stammen können,
imprägniert sein. Bas Aussehen des Produktes kann
zwischen einer harten, brettartigen Platte über- ein weiches,
flaumiges Gewebe bis zu einen streckbaren, zähen Gewebe variieren.
unter der Bezeichnung "Gelfaser" wird die Faserforii
eines thermoplastischen, polymeren Materials verstanden,
welches eine Gelnetzstruktur bilden kann. Die Faser kann in j?orn von kontinuierlichen Fäden oder als
geschnittener Stapel vorliegen*
Die Gelnejzstruktur stellt eine Kombination eines
fibrillären, polymeren Materials und der Flüssigkeit
aus dem zur Herstellung der Faser verwendeten Bad dar. Dieses Bad kann ein Fällbad sein, welches Ströme von Polymerisatlösungen
im Laufe des Spinnverfahrens zu Fasern fällt, oder kann wahlweise ein Wäschbad sein, welches
zur Entfernung eines organischen Lösungsmittels lait einer
wässrigen Flüssigkeit verv,Tendet wird. In jeden Fall v/ird
eine G-elne ta struktur gebildet, die aus niteiiiaiider in
Verbindung stehenden Kapillarräumeii, die mit'der Flüssig- ·
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keit gefüllt sind, in inniger Verflechtung mit einer
fibrillaren Struktur des polymeren Materials besteht.
Serartige Strukturen werden in verschiedener technischer
Hinsicht in einer Veröffentlichung von J.P. Craig, J.P.
Kiiudsen und V.F. Holland in ."textile Research Journal",
Band 32, Ir, 6, Seiten 435 bis 448 (Juni 1962), unter
dem Titel "Characterization of Acrylic fiber Strukture"
beschrieben. Diese Autoren stellen fest, daß im Fall von Acrylnitri!polymerisaten die Struktur zum Fibrill-Iiücker.-Typ
gehört mit Fibrillen und Xücfcen in der Größenordnung
von 200 S. Durchmesser.
Wenn die G-elfaser getrocknet wird, schrumpft
sie bzw, klappt sie aus ihrem ursprünglichen gequollenen
Zustand zusammen unter Bildung einer Trockenfaser, die die. gleichen Eigenschaften aufweist, wie Fasern, die nach
anderen Methoden gesponnen wurden, bei denen sie niemals den Zustand einer Selnetzst^ulctur durchliefen. Solange
die (JeIfaser nicht vollständig zusammengeklappt ist, behält
sie ihre G eliiet ζ struktur bei und kann wieder au ihrem
ursprunglichen Zustand gequollen werden.Menu die Gelfaser
dagegen einnal bis au einem vollständig.zusammengeklappten
Zustand getrocknet wurde, kann sie nicht wie-
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der gequollen werden. Hur eine G-elfaser, die niemals ,
bis zum vollständig zusammengeklappten Zustand getrocknet
wurde, weist die Selbstbindeeigenschaften auf, die
für die Erfindung notwendig sind.
CIeIfasern besitzen so, wie sie hergestellt wurden,
keine i1ibrillen, die aus dem Haupttsil der Faser
abzweigen, derartige- Mbrillen können jedoch durch eine
Senlagvirkung erzeugt werden, wie sie bei Holzschliff
für die Herstellung von Papier angewendet wird* Me;charakteristische
Selbstbindeeigenschaft ist sowohl in der Fibrillen aufweisenden als auch in der keine 3?ibrilien
aufweisenden Forn der GeIfaser vorhanden, so daß beide
beirxi erfinduiigsgeinäfien Verfahren verwendet werden können,
obwohl vorzugsweise die keine Pibri11en aufweisende JPorm
vervrendet v/ird, da hierbei das teure Schlagen der Paser
entfällt.
üiner der aufsclilußreiohsten Versuche für die
Darlegung der Verbesserung» die durch das erfinduiigsgeiiiäi';e
Verfahren zur Herstellung ungewebter Stoffe erzielt
v/ird, besteht in der Hessung der iiugfestigkeit des Stoffs
bzw. des ü-ewebes in ver a ahle denen ütadiei- seiner Herstel-
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. lung. Wenn "beispielsweise die Gfelfasern nach Papierherstellungsmethoden zu einer Baiin geformt sind, d.h. aus
einer wässrigen Suspension von Fasern geformt, gegautscht und schwach gepreßt wird, um eine anfängliche Entwässerung
zu erhalten, so stellt das Produkt ein "nasses Blatt"
dar* Wenn dieses Produkt einer Kombination von erhöhtem
Druck und [temperatur zur Entfernung von weiterem Wasser und Herstellung einer Interfaserverblndung unterworfen
φ wird, stellt das Produkt ein "gepreßtes nasses Blatt"
dar. Wenn das "gepreßte nasse Blatt" dann in ¥asser eingetaucht
oder auf ändere Weise mit Wasser gesättigt wird, stellt es ein "erneut naßgemachtes nasses Blatt" dar.
Wenn Bahnen, die aus verschiedenen Pasertypen hergestellt
wurden, in diesen Herstellungsstadien untersucht \.rercien,
so schwanken die Ergebnisse stark. Beispielsweise kann Holzschliff, der Über diese Stufen au gewöhnlichem Papier
verarbeitet wurde, typisch eine anfängliche "nasses Blatt"-
m Zugfestigkeit aufweisen, die eine !Craft von 45 bis 54 g.
zum Zerreißen eines Bandes von 2,54 cm Breite -und einem
Gewicht von 34 g/m'1' (bei einem feststoff gehalt von 20 bis
3Qc/o) aufweist und eine "erneut na 3 ge macht es nasses Blatt"-Zugfestigkeit,
die nicht meßbar ist, da das Papier für den
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Versuch zu schwach ist« Im Pail einer synthetischen Polymerisatfaser
(die nicht die G-elnetzstruktur hat) ist das
anfängliche "ilaßblatt" zu schwach für den Versuch, die
"gepreßtes nasses Blatt"-Zugfestigkeit beträgt etwa 9 bis 18 und das erneut naßgeraachte nasse Blatt zerfällt
in die ÜLnzelfasern, wenn es wieder in Vfesser gebracht
wird· Bei der G-elfaser gemäß der Erfindung beträgt die
anfängliche "nasses Blatt"-Zugfestigkeit etwa 90 bis
1Ö0, die "gepreßtes nasses Blatt"-Zugfestigkeit etwa 540
bis 810 und die "erneut naßgenachtes nasses Blattn-Zug-■
festigkeit etwa 360 bis 540. Diese Ergebnisse zeigen
deutlich, daß die G-elfaser Selbstbindeeigenschaften aufweist,
die andere Paserarten nicht besitzen.
Biue BaIm. vird aus den G.elfasern als erster
Schritt des erfindungsgenäßen Verfahrens hergestellt.
Jedes brauchbare Verfahren zur Verteilung der G-elfasern
in Porn einer Eahn oder Polie ist zulässig, z. B. die
ungeregelte Abscheidung durch einen"- Zerstreuungsmechauisnus,
die Verteilung durch-einen Luft- oder '.iasserstroa,
die Abscheidung durch Abfiltrieren: aus einer
Pl'.iusi£kfcit und dergleicheE.. Bei aer Verv/e.iiluiig von üta-
pelfaser "besteht eine bevorzugte Methode ita Papierher-
.■■'■· ■ - - 8 -
stellungsverfahren miter Formung eines nassen Blattes
aus" einer Suspension von Stapelfasern in, Wasser, ge-•
folgt von Gautsehen und Pressen. Bei der Herstellung
eines nassen Blattes aus Gelfasern wird eine Dispersion der Gelfasern in einer großen Wassermenge hergestellt,
beispielsweise 1 Gew.Teil Gelfaser auf 1000 bis 5000
!eile Vfasser, in Gegenwart oder Abwesenheit eines zugesetzten
Dispergiermittels. Die Dispersion wird dann durch ein Sieb oder eine andere poröse Unterlage abtropfen
gelassen, unter Bildung einer folienähnlichen Fasermasse. Diese folien- oder blattähnliche Kasse
stellt das "nasse Blatt" dar, welches nach \vreiteren Behandlungen
das Produkt; der Erfindung bildet.
Bei kontinuierlichen Fädern besteht das bevorzugte
Verfahren ebenfalls in der Formung einer Bahn
aus einer Suspension in Wasser, wobei, die Fäden im wesentlichen
parallel oder,wahlweise, auch in ungeregelter Sichtung in v/irr ein. Zustand abgeschieden werden können.
Es ist jedoch nieht kritisch, daß irgendeine einzige
ilethode..angewendet wird, da viele i:-i gleicher "'eise zufriedenstellend
sind. Gegebenenfalls kann die .'intwässe-
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r uiigsgeschwinaigkeit oder Abtropfgeschwindigkeit 'der
naß abgeschiedenen Sahn geregelt werden, indem eine kleine
i-Ienge eines wasserlöslicnen Acrylamidpolymerisats zugesetst
wird.. · = - -
üie Gegenwart des Aervlamidpolymerisats in der
•wässrigeii Suspension hat offenbar einen verzögernden Einfluß auf die Anlaufgeschwindigkeit der wässrigen Plüssig-Ireit
aus der naß abgeschiedenen Bahn, voxi niohtßellulosisciiein.
lasennaterial, ob dieses nwci keine i*i brill en ι im
•weseiitliehen keine Fibrillen oder in hohem Maße Flbrillen
aufvreist, v/enn es auf dem Papiermasohinendrairfe oder einem
ähnlichen bahnformenden Gerät abgeschieden wird- Die signifikanten
Änderungen in den Ablaufgesahwindigkeiten
siiid. bei einem keine IPibrillen aufweisenden, fasrigen
Material nicht so offensichtlich., aber trotzdem wird erfind
ungsgeamß die Bildung der BaIm deutlich verbessert
Una von insgeoarat guter Gleichmäßigkeit* Das vorliegende
Verfahren verbessert nicht nur üie Gleichmäßigkeit der
eraalteneii Bcihn in außerordentlichem Maße, sondern auch
dt:* Sigena-ciiaften, des iirid;iroduktes. Han erhält dabei als
zusätzliche!! Vorteil die Möglichkeit, die Gleichmäßigkeit
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BAD
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- ίο -.
der Bahn bei einem gegebenen Ausmaß der 3?ibrillenbil*dung
regulieren und einstellen zu können, und zwar unabhängig vom Ausmaß der enthaltenen FibriUen.
Die erfindungsgemäß verwendeten Acrylamidpolymerisate
weisen ein verhältnismäßig hohes Ilolekulargewicht
auf ,und im allgemeinen liegt das mittlere Ilo-lekulargewicht
in der Gegend mindestens von 750 000 und vorzugsweise bei mindestens 1 Killion und umfaßt die ultrahochmolekularen
Acrylamidpolymerisate, die in der TJSA-Patentsehrift 3 019 157 beschrieben -./erden." I/iese Polymerisate lassen sich durch eine Viskosität von mindestens
etwa 3 cP bei einer 0,5 &ew.?iigeii Lösung des Acrylar.iapolymerisats
in destilliertem Wasser, bei .ei.nera p.I-'.'ert
von 3 bis 3,5 und einer i'enperatur von 25°G, bestimmt
mit einem Ostwald-Tiskosineter, charakterisieren.
ui^ter uer Dezelc
v/erdeü hierbei auch die Ilo^opolyrierisate νου. ^crylardd Govvie die Iliici^^olynerisate vju ^-.crylar^id :..:! ι i-lc w.x et..it 30 bio 40 -jsv,,j anderer ^seiji.cter ^-ju .. rrr, ..ie Ac^yloilure m.a i.etLacrj-ls'/.ure ur.a ihre ii.li:t."leater, x-ieth-
v/erdeü hierbei auch die Ilo^opolyrierisate νου. ^crylardd Govvie die Iliici^^olynerisate vju ^-.crylar^id :..:! ι i-lc w.x et..it 30 bio 40 -jsv,,j anderer ^seiji.cter ^-ju .. rrr, ..ie Ac^yloilure m.a i.etLacrj-ls'/.ure ur.a ihre ii.li:t."leater, x-ieth-
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. - ■ 11 - ■
acrylamid, Styrol, Vinylacetat, Acrylnitril, Methacrylnitril,
Vinylalkyläther, Vinyl- und Vinylidenchlorid und ähnliche, verstanden,- wobei jedes derartige Polymerisat
durch Wasserlöslichkeit und die oben angegebenen Viskos!tatseigenschaften charakterisiert ist.
Die bei der Ausführung der Erfindung brauchbaren iicrylamicopolymerisate umfass exi. auch solche, di„e in
allgemeinen nicht mehr als 30 bis 40^ der Amidgruppen
durch Carboxylgruppen ersetzt haben, entsprechend der . obigen Definition der brauchbaren Polyacrylamidprodukte,
Der Prozentsatz der durch Carboxylgruppen ersetzten Amidgruppen im Acrylamidpolymerisat wird in folgenden
als prozentuale Hydrolyse bezeichnet.
Lie "iirksaialceit des Äcrylaniidpolyiaerisats im
Verlangsamen der Ablaufgeschwindigkeit bzw. der .Geschwindigkeit
der Entwässerung vrird etwas durch den Grad der
Hydrolyse und das Molekulargewicht des Polymerisats beeinflußt.
Dies bedeutet, daß bei einer gegebenen Suspension
und el igt gegebenen lloiige an Acrylar.idpolynerisat
i.iit Acrylamid en mit höheren Hydrolysegrad en" und höherem
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— T 2 ■ —
. Molekulargewiclit im allgemeinen geringere Ablaufgeschwindigkeit
en erzielt werden.
Bei' der Herstellung der Suspensionen gemäß der
Erfindung ist es günstig, das Acrylamidpolymerisat in
Form einer verdünnten, wässrigen Lösung zuzusetzen. JJies
kann vor, während oder nach der Bildung der Suspension des fasrigen Materials im wässrigen Dispersionsmedium er-™
* folgen. Wenn die Suspension des fasrigen Materials geschlagen
wird, um die'Fibrillenbildung im fasrigen Material zu fördern, falls eine Fibrillenbildung notwendig
oder gewünscht ist, wird das Acrylamidpolymerisat vorzugsx'/eise
nach dem Schlagen zugesetzt. In jedem Pail ist es wichtig, daß das Acrjrlamidpolyaerisat mit der Fasersuspension
gleichmäßig gemischt wird, ehe die Bahn aus der Suspension ausgeschieden wird.
^l Bs müssen nur kleine !!engen Acrylamidpolymeri
sat verwendet werden, und es kann jede Menge verwendet
werden, die zur merklichen Verringerung der Ablaufgeschwindigkeit
und-insbesondere zur deutlichen Verbesserung der Gleichmäßigkeit einer aus der Suspension gegossenen Bahn
dient» Gewöhnlich ist es erwünscht, so wenig Acrylamid-
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BAO ORIGINAL .
polymerisat au verwenden als notwendig ist, um die erforderliche
Gleichmäßigkeit in der Bahnstruktur zu erzielen. ¥eim Fibrillen aufweisendes oder geschlagenes Fasermate-rial
verwendet wird, ist im'allgemeinen in den meisten
Fällen eine Menge im Bereich von etwa 0,01 Ms 3,0 Gew»/£,
"bezogen auf das Trockengewicht des Fasermaterials in. der
Suspension, ausreichend, obwohl auch größere Mengen verwendet werden können. Wenn andererseits ein nicht geschlagenes
oder keine Fibrillen aufweisendes Fasermaterial verwendet wird, liegt die verwendete Acrjlamidpolymeriseitmenge
gewöhnlich im Bereich von etwa 0,1 "bis
10. irew,^ und bei einigen Mischungen und Stoffen bis zu
etwa 20 G-ew.^ oder ßiehr» bezogen auf das irockengewicht
des i'asermaterials. Me Art und Eigenschaften des Acrylanidpolymerisats
beeinflussen die verwendete Kenge.
Der pH-T/ertder wässrigen Suspension hat einen
Einfluß auf die Gleichmäßigkeit der Bahn, die aus der acrylai-iidpolymerisathaltigen Suspension oder Pulpe gebildet
wird. Im allgemeinen wird gefunden, da;3 ein pH-Vfcrt
νου. etwa 4 oder niedriger au nicht gleichmäßigen
Bahnen mit dünnen und dicken Stellen führt.» ITorEugsweise
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wird ein neutraler ■ pH-Wert angewendet» -Bin pH<-£ert über
7 kann verwendet werden, aber oberhalb eines pH-Viert es
von etwa β bis 7. wurde Iceine besondere Verbesserung der
Gleichmäßigkeit der Bahn festgestellt,
- Als Regel kann festgestellt werfen, daß bei der
Ausführung der Erfindung vorzugsweise Kupplungsmittel, wie Alaun, nicht verwendet werden sollte^., da häufij be-Ak
obachtet wird, daß sie dem Verzögerungseffekt des Acrylamidpolymerisats
hinsichtlich der Ablauf geschwindigkeit entgegenwirken und zur Bildung weniger.gleichmäßiger Sah-
nen neigen, als \jerm das Acrylamidpolynerisat allein vei·-
w-endet v/ird.
gs körnen "die üelfasem oöev -£:ic.en
in nicht zusammengeklappten uud noclt nie .^etrcela.etei, Znstaiidjwänrend
sie vollständig entspannt und uneiri^escLr-'.-u·:
sind Una fllr riciirumpfLUigsbediiigungen frei sind, einen ?rhitzten,
.wässrigen, nicht trocknenden Iledimi b--i eir.er
l'eiiiperatur zv/iseilen etwa 80 C und 150 C während einer
i-iiiLCtestaauer zwischen uindestens etwa 20 llin^tei,. und 5
Sekunden ausgesetzt v.eraen,"wobei die kindrstzeit eicn .
ungekehrt mit der i'e:;.;-eratur des srhixzte:i, ILediuns ändert,
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BAD ORIGiNAL
ehe eine Bahn aus G-elfasern ausgeschieden und die Bahn
unwiderruflich unter Zusammenklappen der Gelfasern und Schaffung einer kontinuierlichen, nicht gewebten Bahn getrocknet
wird. Wenn die G-elfasern während des Erhitzens
in Stapellänge geschnitten vorliegen, können sie direkt au einer Platte oder Eolie gegossen und getrocknet werden.
*,reim jedoch die fasern irgendeiner Bearbeitung oder
Behandlung aasgesetzt werden, die eine BeLastung oder Dehnung
oder ähnliche Spannung induziert, bevor die Bahn gegossen wird, müssen die erhitzten G-elfasern auf mindestens
etwa 520G abgekühlt-werden, ehe eine derartige Bearbeitung
oder Behandlung erfolgt. Vienn also beispielsweise die erhitzten üelfasern fibrilliert werden sollen,
indem sie in einer wässrigen 3us2)ension oder dergl» geschlagen
vrerden, müssen die G-elfasern zuerst auf etwa
52 G geklüilt werden.
Das Erhitzen im wässrigen !»iediurn verleiht den
Gelfasern offenbar zusätzliche Zähigkeit und Stabilität. Veim axe Selfasern durch eine übliche Schlagbeärbeitung
fibrilliert werden sollen, ehe sie zu einer BaIm geformt werden, sind die derart -behandelten G-elfasem viel wider-
109S47/Ü37
. - Τ6 -
standsfähiger gegen ein Brechen in kurze Bruchstücke
während des Schiagens, so daß die Bildung von Feinteilchen äußerst gering gehalten wird, und außerdem werden
lange, Fibrillen begünstigt, welche zur Biegefestigkeit der Bahn beitragen, insbesondere wenn lange Schlagzyklen
angewendet werden, was noch wichtiger ist. Außerdem haben die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten
Gelfasern eine deutlich verminderte Steifheit oder, anders ausgedrückt, eine größere Flexibilität bzw. Biegsamkeit,
was zu verbesserter laltungsbeständigkeit führt,
insbesondere bei langer Schlagdauer. Die weniger steifen
oder flexibleren Fasern sind auch von Vorteil, vewti
nichtgewebte Gewebe hergestellt werden, da sich geschmeidigere oder weichere und nachgiebigere Gewebe ergeben,
die für viele Verwendungszwecke, beispielsweise als Zwischenfutter und dergl., gewünscht werden. Außerdem
wurde gefunden, daß· 4ie ohne die oben beschriebene
Wärmebehandlung die gegossene Bahn beim Sroeknen häufig
reißt oder bricht, wahrscheinlich infolge ungleichmäßiger Beanspruchungen, die sich überall in der Bahn entwickeln,
und es wird nahezu unmöglich, eine.kontinuierliche Bahn herzustellen, ohne die übliche Bahnbildimgs-
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BAD
und 2r ο übungsvorrichtung we s entlieh zu verändern. Die
Erfindung umfaßt die Behandlung der Gelfasern,- unabhängig
davon, ob sie vor dem Gießen oder Ausscheiden in ]?oria einer Bahn f!brilliert werden oder nicht.
Die jSrhitzungsdauer hängt in erster Mnie von
der temperatur des 3&hitzungsmediums ab« Die Zeit ist
wichtig für die Erzielung guter, gleichmäßiger und im wesentlichen fehlerloser Bahnen und Bahneigenschaften
des Endproduktes. "V/enn daher die fasern auf etwa 800G
erhitzt werden, ist eine Verweilaeit von etwa 20 Hinuten
erforderlich, ehe eine deutliche Verbesserung auf-*
tritt. Andererseits ist bei 15Q0G eine Verweilzeit von
etv;a 5 Sekunden häufig ausreichend, um eine deutliche Verbesserung au erzielen. !Temperaturen, die weit unter
etwa 8O0G liegen, erfordern gewöhnlich entweder übermäSig
lange Verweilzeiten oder ergeben keine merkliehen vorteilhaften Ergebnisse. iCemperaturen über 15O0G ergeben
gewöhnlich iceine weiteren Verbesserungen bei der
i+erstelluiig uud den jjiigenschäftei; der Bahn» Vorteilhaft
die Verweilseiten ii*i wässrigen iieiaiaediura bei
etwa "~> Hinuten bis etwa 10 !Sekunden bei 'l'eia-
pors.turen, dio zv/:L sehen, et v;a 99 und 150 G Ii eg en., wobei
109047/0374 BAD
-- 13 -
die Zeiten sich umgekehrt vie die -ientperatureii -X^äe
Eeispielsweise ist es bei Verwendung eines siedenden Wasserbades, z.B. bei 100 0,■ vorteilhaft, eine Verweilzeit
von etwa-5 Sekunden oder mehr anzuwenden«
Wahlweise ist es häufig von Vorteil, wenn di.o
Gelfasern durch Schlagen einer, wässrigen Fasersuspension fibrilliert und dann zu einer bahnartigen struktur mit
bestimaiten Abmessungen geformt werden sollen, die Gelfasern
vor den 'fibrillieren einer mechanischen Brechoder Mahlwirkung zu unter wer fen, so dais die Gelfiden
mindestens teilweise zerbrechen und eine lüricjßsplitterung
induziert wird, worauf die Seifäden, während sie
sich in einem vollständig entspannten, unbelasteten Zustand,
frei für ein Schrumpfen befinden, einera ^rliitz- =
ten, wässrigen, nicht trocknenden ^iediuri bei eixiar ϊβΐά-peratur
zv/isehen etwa 80 und 150- G für eine Ilindestdauor
zwischen mindest aus etwa 20 liinuten und 5 L-ekui^-en, wobei
die uindestseit sich, uu^keart wie'die *e..^?ratur
ausgesetzt ties erhitzten"Ilediuras äxLdert,/ui*d daiiii. dia -srliitaten GeI-
faoaru auf nindestent) v2°J ab--:a'-:"tiilt v/orden.
109847/0374
iapier und papierähnliche Produkte und verwandte
un^ewebte ,jtralcouren, die durch Brechen oder Srobserkleivorbort'itOu
wurden, heirlxzen :uerklic]i verbesserte
ti^iceiten urtd haben außerdem, besonders wenn die
tielfasern zur Erzeugung' der Fibrillierung in hohem Maße
geschlagen wurden,, eine deutlich verbesserte Faltungslebensdauer
ohne eine Verschlechterung der Reii3festig'-lieit,
die häufig auftritt, wenn die FaIt uiigs daüerhaf ti glceit
verbessert wird. ■.
•In den (ielfasern v;ird eine Zerstörung durch Brechen
induziert, die ein Längssplittern der Faser an der
Besciiädigungsstelle hervorruft. Hierbei handelt es sich
ur.i pine Art von Aufsplixtern oder Aufspalten, wie sie auftritt,
v/enn ein Bambusstab gebogen vird, bis er reiiBt.
Hierbei treten an der Biegestelle im Stab Längsrisse oder Splitter auf, oiüie daß der £>tab wirklich, in zwei
Stücke getrennt wird, üs wurde gefunden, daß, wenn in
den Gnelfasern eine derartige Längsspaltung induziert wird, bevor sie eineia üblichen Schlagen zur Fibrilleiieraeuguiig
in den Pas er η ausgesetzt verden, die aus der f!brillierten Kasse gegossenen'Bahnen eine hervorragende
109«477037A
bad
Kombination-von Bahne igenschaften aufweisen, insbesonde- -._
re Reißfestigkeit und Faltungsdauerhaftigkeit. Offenbar t/erden hierbei viel längere Fibrillen von kleinerem Durchmesser
erhalten,und das Zerbrechen in kürzere Stücke wird vermindert.
Die G-elfäden können entweder in Form von Schnittstapellängen
oder von kontinuierlichen Fäden, z.B. in form eines Y/ergs von Gelfäden, zur Induzierung der Längsspaltung
gebrochen werden. Vorteilhaft wird das Brechen bei den GeIfäden ausgeführt, während sie lange zusammenhängende
Stücke bilden, vorzugsweise bei einem Bündel oder Yrerg von Fäden. Die Brechwirkung kann durch irgendein
geeignetes Mittel hervorgerufen werden, welches die erforderliche Längsspaltung induziert. Hierzu gehören
zusammenwirkende Brechw&lzeii oder ähnliche druckregulierte
Einengungen, beispielsweise in Krausölvorrichtungen
mit Rillen oder Zähne aufweisenden Riemen, und ineinandergreifende Zahnräder, wie sie in Zahnrad-Kräuselvorrichtungen auftreten» Vorzugsweise wird eine Kräuselvorrichtung
vom Stopfbüchsentyp verwendet, in der der GeI-fädenwerg
in sich selbst zurückgefaltet wird, während er
109847/0374
BAD
1896185
-■21 -
gegen einen Widerstand gepreßt wird, der bei einem bestimmten
Druck nachgibt.
Die zur Induzierung des Brechens und der Längsspaltung
der Gelfaser oder -fäden tatsächlich erforderliche
Kraft schwankt in Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren. Hierzu, gehören der faeerdurchmesser oder Denier,
die Polymerisatzusammensetzung, d'.h. welche und wieviel
verschiedene Monomere mit dem "Acrylnitril im Polymerisat
mischpolymerisiert sind, das Spinnsystem einschließlich
der darin auftretenden !lösungsmittel und Gerinnungsmittel,
die Gelstruktur der faser, d.h..wieviel Wasser oder andere inerte flüssigkeit in der Struktur vorliegt, der
Grad uer Orientierung oder des Streckens, welcher der
faser verliehen wurde (vorzugsweise sind die Gelfäden
fiiindestens partiell orientiert, ehe sie gebrochen werden)
sowie die temperatur beim Brechen, Vorteilhaft erfolgt
das Brechen bei etwa 25 bis 350O oder darunter. Temperaturen über etwa 600O führen, im allgemeinen nur zu einem
der Gelfaser, ohne daß eine Längsspaltung
auftritt. Im allgemeinen läßt sich sagen, daß das Brechen
der faser deutlich jenseits bzw. über dem liegt,
was man als normalerweise akzeptable Grenzen ansehen
109B47/037*
BAD
würde, wenn die laser als l'extilfaser für übliche j-'extilyerwendungszwecke,
wie Weben, Wirken usw., bestimmt wäre.
*■ Das heißt, daß die Faser nach demerfindungygemäßen Brechen
auf üblichen lextilfaserbehandlungs- und -verarbeitung svorriohtungen sich nicht zufriedenstellend verhalten
würde. So wurde häufig beobacntet, daß Greif asern und
die daraus erhaltenen irreversibel getrockneten fasern nach dem erfindungsgemäßeii Brechen I^aserstärken aufweisen,
die vielleicht 2/3 bis 1/3 geringer sind als bei G-elfasern, die nicnt auf diese \veise gebrochen wurden«
Vorteilhaft erfolgt das Brechen in solchem Ausnaß', daß
ein Zugfestigkeitsverluot von ninaestens etwa'1/3 der
Zugfestigkeit der unbesciiäuigteja Pasern hervorgerufen
wird. Je nach dem Yerv/eitaan^szweck der Bahn ist jeder
merkliche G-rad an Brechen zur Induaierung einer Längsspaltung
von Vorteil,und aer i"'ac-imai"in kann die eri'oräer-Ii
alien Drucke und die Z aiii una stärke der Kraus el- oder
ITaltungswinkel so wählen, daß eine vorteilhafte L-'lngss
ρ al tung erhalten wird, die, v,ie erwähnt, die v°rbess3rten
Digenscliaften der daraus her ge ο teilten ^ahn hervorruft.
Es ist nicht wesentlich, daß die Lnngsspaltung kontinuierlich
'iber die gesante Faserlänge verl;Vaft. sJewcihn-
1099.47703.74
5s. ■ · ■
Iiell wird dies auch nicht bevorzugt, da eine gewisse Integrität
als Paser erwünscht ist, so daß ein Kern oder Mittelpunkt vorhanden ist, aus dem die Pibrillen heraussagen.
Häufig kann die Spaltung mit unbewaffnetein Auge
beobachtet v/erden, was von Denier abhängt, und mit Sicherheit
gelingt dies unter des Mikroskop.
Als synthetische polymere Stoffe, die Verwendung
im urfiiidungGgemäßen Verfahren finden, sind die
thermoplastischen, fas einbildenden ütoffe geeignet, wie
Polyacrylnitril, Polyamide und Polyester. Das bevorzugte
Material enthält mindestens 80 Gew.5« polymerisiertes
Polyacrylnitril. Hierzu gehören daher das Homopolymerisat von Acrylnitril "sowie 'die.Mischpolymerisate, Serpolyxierisate
und Interpolymerisate von Acrylnitril. Geeignete Cononoiaere, cie in I-iengen bis au 20 G-evi".^ des
iäidprodulrtes ver\.rei:det werden köimeii, sind beispielsweise
AllylalkohQl, Vii^; lace tat, Acrylamid," Methacrylamid,
Vinylpyridin, Äthyleiisulfonsäure, und ihre Alkalimetallsalse,
Viivlbenaolsulfonsäure und.ihre Salze, 2-Sulfoäthylme-ühacrylat
und seine Salze, Vinyllactame, wie Vinylcaprolactame und Vinylpyrrolidon sowie Mischungen
davon*
BAD
Als Gelfasern werden in der Erfindung vorzugsweise Acrylnitrilpolymerisat-Gelfasern verwendet, die
•vorzugsweise durch Haßspinnen einer Lösung des Polymerisats
in ein wässriges Fällbad* Auswaschen des Lösungsmittels
und Gewinnung der Paser in Form eines gequollenen Gels, welches etwa 50 bis etwa 500 Gew.% Wasser, bezogen
auf das Trockengewicht der polymeren Paser, enthält, hergestellt werden. Es gibt viele spezielle Systeme,
die dem allgemeinen Prinzip des Spinnens einer Lösung des Polymerisats in lösungsmitteln, wie Äthylencarbonat»
Dimethylformamid, Dirnethylsulfoxyd, Butyrolacton
und verschiedenen Salzlösungen, wie wässrigen Lösungen von Calciumthiocyanat, Natriumthiocyanat, Xithiumbromid,
Zinkchlorid und anderen, folgen.
Mach d«m Naßspinnen der polymeren Fasern in ein
wässriges Fällbad werden sie-gewöhnlich mit Wasser oder
einer inerten wässrigen Lösung gewaschen,· um alles restliche
Polymer!satlösungsmittel aus den frisch gebildeten Fäden zu entfernen. Das so erhaltene Produkt ist eine
Gelfaser (gelegentlich als "Aquagelfaser" bezeichnet).
Auf diese Weise hergestellte Acrylnitrilpolyeierisat-Gel-
109847/0374
fasern können bis zu etwa β Gew.'feile Wasser je Gew.'£eil
trockenes I>oljnnerisat darin enthalten. Häufiger beträgt
das Verhältnis jedoch 1 bis 3 Gew.'Delle lasser pro Gew.
IeIl Polymerisat. In diesem Zustand oder nachdem, sie
durch Strecken orientiert wurde, kann die faser imerfindungsgemäßen
Verfahren verwendet werden.
Sin anderes Verfahren, welches zur Herstellung
von Acrylnitrilpolymerisat-Gelfasern verwendet werden
kann, die im erfindungsgemäßen Verfahren anwendbar sind, ist das !rockenspinnen der laser, Verdampfen eines leils
des Lösungsmittels und Auswaschen des restlichen ib'sungsmittels
mit Wasser, so daß die wässrige Gelnetzstruktur
gebildet wird*
Das Ausmaß der Selbstbindung für jede gegebene
Art von Gelfaser ist der Kombination von Druck, Temperatur und Zeit, die auf die Fläche einer derartigen Paser
angewendet wird, proportional« Diese Faktoren wirken in dem Sinii zusammen, daß die gleiche Zugfestigkeit bei einer
i3ah4 von gebundenen Fasern erhalten werden kann, indem
entweder eine Kombination von niedrigem -Uruck und
hoher i'emperatur oder eine andere Kombination von hohem
109BAT/0374
BAD ORIOiNAl.
Druck und niedriger temperatur angewendet wird. Die Zeit
stellt in bestimmten G-renzen ejnen Faktor dar, da längere
Zeiten bei gegebenen Bedingungen hinsichtlich Druck und
Temperatur gewöhnlich höhere Zugfestigkeiten bei den behandelten Bahnen liefern. Versuchswerte zeigen, daß durch
Variation der Temperatur eine größere Wirkung erhalten
wird als durch Variation des Drucks. Die Zeit hat im Verfahren
in dem Sinn Bedeutung, daß es notwendig ist, die W Bahn unter Druck- und Temperaturbedingungen ausreichend
lange zu halten, um eine Selbstbindung hervorzurufen, wobei diese Zeit zwischen wenigen Sekunden und einigen Minuten
schwanken kann. Die Mindesttemperatur- und Druckbedingungen
sind etwa 25 C und 1,35.atm.
Bei der erfindungsgemäSen Verwendung von Grelfasern
ist es üblich, ein liaßblatt zu erzeugen, welches
eine !iaß-Zugfestigkeit aufweist, die eine Kraft von 135 g
erfordert, um ein Band von 2,54 cm Breite mit einen Gewicht
von 34 g/ni su zerreiben, während es biaaer nur
möglich war, Maß-Zugfestigkeit von etwa 14,5 g zu erzielen.
Wenn die nasse Gelfaser der Erfindung aus einem Acrylnitrilpolymerisat bestellt, wie oben beschrieben,
reicht der übliche urucic zur Herstelluni; den Ifajblattes
109947/0374
■ - 27 -
und* zur Entwässerung durch Abquetschen überschüssiger
•Flüssigkeit aus der anfangs erhaltenen rlatte gewöhnlich
aus, um einen.Teil der Bindungswirkung zu erzeugen.
Zusätzlich, zur anfänglichen Bindung der Bahn unter den Bedingungen der Haßblattbildimg, wie oben be-·
sciiri.eben, tritt ein weiterer Effekt auf, wenn man eine
Korabination von Druck,. Temperatur und Zeit auf die Bahn anwendet, bevor sie weiterverarbeitet-wird. Diese Kombination
reicht aus, um eine gute Verbindung der Pasern untereinander su erzielen, was durch die Tatsache bewiesen
wird, daß das gebundene Haßblatt dann mit Wasser geoättigt
werden kann, Z-.B. durch Eintauchen in Wasser und
das wieder naiägeinachte Blatt eine Zugfestigkeit von mindestens
1^,4 g aufweist, vas bisher als Minimum für eine
selDSttragende irestigkeit angesehen wurde. Diese Kombination
von Druck, Temperatur und Seit reicht niemals dazu aus, um ein trockenes Polymerisat su schmelzen. Beispielsweise
heben Acrylnitrilpolymerisate eine Erweichüngs- oder Klebtemperatur von etwa 200 bis 2800G, während die
im erfindungsgemäßen Verfahren angewendeten Bindetemperaturen selten etwa 100°0 übersteigen.
109BA7/0374
ORIGINAL
• - 28 -
Unterschiedliche Wirkungen können erhalten werden,"
indem verschiedene Mittel zur Urzeugung der Druck-
und Temperaturkombinationen verwendet werden» Ein übliches Mittel· besteht darin, die gesamte Bahn gleichmäßig
mit erhitzten Walzen, oder Platten zu pressen* Dieses Verfahren liefert eine mehr oder weniger gleichmäßig über
die gesamte Bahn sich erstreckende Interfaserbindung. Ein
anderes I-Iittel besteht darin, die Bahn musterartig an bestimmten
Punkten unter Druck zu erhitzen, so daß eine Interfaserbindung lediglich an den Punkten des Musters
erzeugt wird und die restlichen Pasern-im wesentlichen
ungebunden bleiben. Wenn die gebundene Bahn anschließend
so getrocknet wird, daß die Gelfasern zusammenklappen und trocknen, so neigen die Pasern zum Schrumpfen,und
verschiedene günstige und ornamentale Wirkungen können hierbei erzielt werden, indem verschiedene Arten von Bindungsmitteln
und verschiedene Arten von Trοcknungsmitteln
P angewendet werden. Das fertig getrocknete Stoffprodukt kann, flaumig-locker, brettartig, strukturiert, papierähnlich,
lederähnlich oder filmähnlich sein. Dip Einzelfasern
im Bt off oder Gewebe können gerade, gefaltet f.; ,geknickt,
gekräuselt oder massig sein. .
10984770374
BAD ORIGINAL
Die musterartige Druckausübung kann durch ein V/alsenpaar, ein Paar flache Platten oder durch eine Kombination von. ¥alzen oder Platten mit Sieben erfolgen.
Das iluster wird durch zusammenwirkende Druckpunkte hergestellt,
die einen verhältnismäßig geringen Durchmesser aufweisen und voneinander einen Abstand aufweisen, der
vorzugsweise nicht großer ist als etwa die länge der Stapelfaser
im Baßblatt. Dia Größe und Anordnung der Punkte ist nicht kritisch» Ein anderes geeignetes Mittel zur
Druckausübung ist ein grobmaschiges Sieb, welches bei
Anwendung in Verbindung mit einer zusammenhängenden. Oberfläche
intermittierende Druckpunkte an den Stellen erzeugt, wo die Siebdrähte sich überlappen. Wahlweise- kann
ein Paar Platten oder Walzen geätzt oder maschinell bearbeitet werden, um einen geriffelten Effekt oder ein anderes
Huster von Druckstellen au erzeugen, welches auf beide Seiten des zu behandelnden Gewebes, aufgebracht werden
kann, üiine bevorzugte Kombination besteht in der
Verwendung von zusammenwirkenden Walzen, auf denen maschinell
parallele Rippen, gebildet wurden, Y.emi dieltippen
der einen './alze zu den Kippen der anderen Walze einen
Winkel aufweisen, wird auf einem zwischen den beiden ¥al- zen. durchlaufenden Gewebe oder Vlies ein regelmäßiges
ßAD ORfGiNAt
■ ■ - 30 -ί
Muster von Abstände voneinander aufweisenden Punkten erzeugt,
welches den Rippenüberschneidungen entspricht.
Ss ist günstig, aber nicht notwendig, in einigen. Ausführungsformen der Erfindung dem liaSblatt" eine Heiß-'
Naßbehandlung angedeihen zu lassen, um einen ieil der Paserspannungen
zu entfernen und eine gewisse Yorschrumpfung
zu erzielen, Durch diese Behandlung wird die Fähigkeit
erhöht. Zu diesem Zweck sind Temperaturen von etwa 60 bis
12O0G bei Atmosphärendruck und einer üinv/irkun.ifsdauer
von wenigen Sekunden bis au einigen Minuten ausreichend. Bei Anwendung dieser Behandlung ist es gewöhnlich erwünscnt,
mindestens 5Oyo der insgesamt möglichen ι,πΐπραπ-nung
in der Bahn oder Platte hervorzurufen. Dies läßt sich ■
durch eine 1 bis 10 Sekunden dauernde Behandlung bei 65
bis 1000G ex'reiclaen. Um eine vollständige ^ntscja-unum* au
erzielen, ist eine etwa TOminütige Behandlung erforderlich.
Das bequemste Mittel für die Behandlung stellt kochendes Wasser dar, üs ist hierbei lediglicn notwendig, das Gewebe so zu erhitzen, daß die Gelfasern nicht trocknen,
dapiit die Entspannung in der gevrimschten ^eise eintritt.
Das Naßblatt im gepreiiten, teilweise ,Zustand stellt" die bevorzugte I'Oria der durch
BAD
mit Harzfeststoffen zu behandelnden Bahn dar. Das Imprägnieren
erfolgt vorzugsweise durch Eintauchen der Bahn in e'ine Lösung oder Dispersion der Harsl'eststoffe und
Abquetschen des Materials zur Entfernung überschüssiger
.Flüssigkeit, ' so daß eine Bahn oder Platte erhalten wird,
die Harzfeststoffe, günstig 5 bis 50 Gew.>, enthält. Das
Harz kann eine Fixierung durch Verdampfen des flüssigen !Trägers erfordern, oder ein Härten durch Hitzeeinwirkung,
oder Milderung des pH-Wertes,, odei- es kann eine Fällung,
Vernetzung oder eine andere Reaktion, erforderlich machen, um die Ilarsfeststoffe in der Bahn zu fixieren* "Wenn die
Bahnen, die nach einem dieser allgemeinen Verfahren hergestellt wurden, getrocknet sind, weisen sie gleichzeitig
eine gute Zugfestigkeit, hohe Reißfestigkeit sowie gute
HandhabUii.;.s-, Griff- una Drapierungseigenschaften auf.
e große äahl von Bindemitteln kann zur Imprägnierung
des erfindungsgei-iäßen ungewebten Faserproduktes
verwendet werden» Diese Bindemittel, können organisch
oder anorganisch, thermoplastisch oder wärmehärtend, elastomer oder spröde sein. Das Bindemittel wird jedoch
■vorzugsweise in einem wässrigen iräg-er angewandt, beispielsweise
in einem wässrigen Losun^smittel'gelöst:, in
109847/037
einem wässrigen ifedium dispergiert oder in einer wässrigen "Emulsion oder Latex suspendiert. cJeae chemische 7er-•bindung,
welche Bind eaitteleigensciiaf ten aufweist, kann
verwendet werden, wenn sie mit den eri'IhduniU-geiriiße verwendeten
Acrylnitrilfasern verträglich iyfc. Die Ilenge der
zur Imprägnierung der erfindungsgemäßen Üelfaserbaliiien
verwendeten derartigen Feststoffe liegt gewöhnlich zwischen etwa 5 und 50 iJew.jfo der fertigen, trockenen Bahn,
je nach der Art der gewünschten Eigenschaften. Bei den meisten Ausführungsformen der Erfindung weraen voraugswei-ee
als Imprägniermassen Butadien/Acrylnitril-Latices
sowie die Latices von Bolyacrj'-laten, Pölyniethacrylaten,
Acrylsäurepolymerisaten und anderen Acrylpolymerisatstci'i'en
verv/endet.
Die Art cer Anwendimg des .harzen auf die UaIm
ist nicht britisch. -
v/iciitiges Werional des nunnehr gefundenen
Verfahrens zur Behandlung des nichtgewebten Ji'asermaterials
mit einer Bindemittelmasse besteht aarin, daß das fasrire
iiaterial voraugswei.-oe in Form einer Bnlni von Gelfasern
vorliegt, z.B. als nasses Blatt, welches niemals irrerersi
109847/0374
£isl ,^eTsrocxnet uiu-. ^uaammengeklappc war» In diesem noch
nie wetroajQieteri Zustand ist die Gelfaser von beraerkemsv.ei/ter
Aufnahmefähigkeit für die Behandlung mit einer
väacrigen !imprägnier zusammensetzung.
der einfachsten Verfahren zur !Trocknung
aej :,-3\-;ehes besteht darin, dieses xrocknangs-beaLngungen
^ao^vitietsen, v/ä.irend es sich in vollständig- entspanntem
,uvUiVüia "befindet, .Dies bedeutet, aaiB das Gewebe ,in seiner
^i,v:c^iiciiiCeit in iceiner Richtung geheriimt ist noch daß
aie ^asern hierin gehemmt sind, abgesehen von der Inter-
£ as er bindung, aur cn aie/sie selbst surücicgehalten v/erden»
^1Iu anderen Vrorten oeaautet dies, daß ve der auf das G-ev/ebe
i.ooii. auf oie Fasern irgexideine Spannung von außen angelegt wird, um ihre Bewegung während des Trocknens au
/erriiriaern. jjieses Trocknen erfolgt bequem in einem \"arn-.luftofen,
der kontinuierlich sein kann, in dem Sinne, da.;
ei" ein bev.-e,-;licnes üitter oder liieb aufweist, auf "den· das
gewebe,oxine ein-iSSOiiräriKt zu sein, v/eicerbewegt "y-'ird. 2,atiirliun
verarsac^b das Öewicnt des Uewebes selbst kleine
\juannungen Im iiev/ebe, dies wird JodcLcinüpht als eine von
au.-ien eini.i.rkende Kraft angesehen*
109aA7/0374
BAO ORtGINAt.
--Da die Sclirumpficräite .ela^u neigen, ein. Kräuseln
und eine Unebenheit in einem gewebe hervorzurufen, welches
durch überall erfolgende Druckanwenduni: ,gebunden
worden war, wird diese irocknungsart im allgemeinen angewendet
, wenn das "ewebe einer, rruoter&rti^ej'i. -ressen ausgesetzt
war. Die Scnrumpfkräfte wirken dann in den ungebundenen stellen swiscnen clen iraeiCüunkten und rui'en kein
unerwünschtes Kräuseln hervor. Au±v diese ..eise wird ein
sehr voluminöses Fas er produkt erhalten Kit einen i\laur:a.-.
gen Aussehen, welches auf die Ausdehnung und schrur.prun^·
der Fasern im iiaurr. zwischen den Drucicpun^ue^ 2ur"'.-u.;zuführen
ist. Das flaur.i^e 'J-ev.rebe sient au^erdeir.. so aus,
als wäre es vernäht, v:as darauf zur'^ckauf 1hve~· h--L, u.U.,
die jruckpuniite- musto^'-arti; au! aie ^ahn iüb'ev^.-ex \-·:ν-aen.
. ■ .
3ei eines anderen ^roc^iian^^verfaiiren v,ird UIe
3-elfaserbahn, oo sie- liuii. vorre.'.re ΐ »*urde, u:.. ei^e .^e-.
v.dsse Interfaserbinaune- zu erzielen, oaer nicht ro "repreßt
ist und aaiier praktisch izeine -Selbstb.induni*" 2\visciieii
den fasern aaiVelüt, zv/ischen κ*-ei parallelen .Begrenzungen
durchlaufen gelassen χχχκ, v.elciie die ~ev/ec"an^.
der Lärm 2:vrar in hichtuiu: inrer .äciie, xJc'tic jedoch
109847/0374
BAD
in den Leiden anderen l-Lichtungen einschränken. Die Begrfiisun^:
^ann aus einem fühlbaren, festen Material, wie
einem iJieb oder einer -1-latte oder dergl., bestehen. V/aiil-•v/eise
kann die 3egrensünu; auch aus einer Energiebarriere
bestellen, beispielsweise aus Warme oder wärme erzeugender
Energie. Die Barriere muß das Erfordernis erfüllen, die
normale IZräuselungs- oder Knickungsbewegung der Einzelfasern
oder des Fasernetzes so einzuschränken, daß die Fasern und die Bahn sich nicht über die Dicke-Barriere Mnaun
expandieren oder kräuseln. Eine ','Mrisebarriere erzeugt
diese '.»"ir-'Cunfi, inden sie die Paser oder Bahn viel rascher
in der I.äiie der Balin erhitzt als in etwas größerer Üntfernung
von der Barriere, so daß die Pasein und die Bahn sich von der 7/ärme weg zu der Zone zwischen den beiden
Karrieren hin bev<egen. üie fühlbare, feste Begrenzung erreicht
die gleiche Wirkung durch physikalischen Kontakt. In einer Ausi^ttiruncsform der trrfindun^ stellt der fühlbare
feststoff aie Wärmequelle für die Trocknung dar und
schafft danit sowohl eine VJarnebarripre als auch eine
feste Begrenzung. Eine bevorzugte Ausführungsform, die infolge der Jiinfaciiheit der Handhabung des zu trocknenden
Ilaterials und durch einen gewissen G-Iättungseffekt günstig
XHt, besteht in der Durchführung der l'rocknung zwischen
109847/037A
■ · - 36 -
zwei erhitzten.Oberflachen, die zueinander parallel sind
und einen ausreichenden Abstand aufweisen, damit die
Bahn dazwischen durchlaufen kann, ohne irgendwelchen wesentlichen
Spannungen ausgesetzt zu werden, \lenn die Bahn
trocknet, neigen die einzelnen Fasern zum Schrumpfen und Kräuseln, so daß im Gewebe Falten gebildet werden. Das
Vorhandensein der beiden getrennten, erhitzten Oberflächen verhütet, daß die Faltenbildung oder Kräuselung so
weit geht, daß Wellen entstehen, die größer sind als der Abstand zwischen den geheizten Überflächen. Auf diese
',/eise wird eine gewisse Glattun-g erhalten, die ein im wesentlichen
flaches Endprodukt ergibt, welches bequem in Form einer Rolle gelagert werden kann. Wird ein stärker
ausgeprägter Glättungseffekt gewünscht, so wird der Spalt zwischen den erhitzten Oberflächen "enger genaclit,
und zwar bis zu dem Maße, daß er schmaler ist als-die
Oickp der Bahn vor dem Trocknen. Diene' getrennten Heizplatten, können zwar kleine, lokalisierte Spannungen im .
llaßblatt erzeugen, wenn dieses getrocknet wird, diese
Spannungen können jedoch in iiinblick auf das ^e samt gewebeim
wesentlichen vernachlässigt werden.
Im allgemeinen kann der Abstand zwischen den Begrenzungen zwischen der 0,8- und 30fachen Dicke der
109847/0374
iMmSJl
BAD OAfGfNAL
in die Irocknungsaqne eintretende}! Bahn liegen» Vorzugs
weise liegt dieser Bereich, zwischen dem etwa 0,9- bis
etwa lüfachen der Didm der Bahn im vorgetrockneten Zustand»
Es ist nicht erforderlich,, die Bahn während der
gesamten Irooxnungspefiode zwischen den beide» einen Abstand
voneinander aufweisenden Begrenzungen zu halten.
is ist jedoch v/iohtig, daß diese Barrieren während desjenigen
Teils des ϊι-ocicnungsvorgangs verwendet werden,
in dem das rasche Schrumpfen erfolgt» Wie zu erwarten ist,
wird durch das aSrhitzen des Ifaßblattes zuerat die äiemperatur
ausreichend erhöht, damit freies !fasser verdampft,
urm daim wird das Wasser in der Gelfaser selbst ausgetrieben.
Wäiirend des ersten l'eils der Erhitzung erfolgt
ein rasciies üchrumpfeji aes 3-ewebes, und es ist wichtig,
daß das Gev;ebe während dieser Zeit zwischen den Begrenzungen
oder Barrieren gehalten wird. JJiese Sachlage ermöglicht
verschiedene Kombinationen von Yorriehtungen und Yerfahrenebedingungen. Bei einem chargenweisen Veriahren
lcana das (J-ewebe in einer festsieHenden Barriere
vom i'iaßblatt sur vollständig irreversiblen Srookenheit
der laser überfuhrt werden. Bei einem kontinuierlichen
10 SM 7 AGST 4
Verfahren jedoch kann die Bahn durch kontinuierliche öder
halbkoatlnuierliche Begrenzungen während der Periode der
raschen Schrumpfung und am Schluß durch eine erhitzte 2one ohne Barrieren für den letzten liest der Schrumpfung
geführt werden« In den meisten iällen stellt man fest,
daß die BaIm innerhalb weniger Sekunden während der Einwirkung der Trocknungstemp.eratur am stärksten schrumpft.
\Iemx Druck- oder Zugkräfte während der Trocknung auf das
Gewebe angewendet würden, könnte das Schrumpfen wesentlich verringert werden, ^enii derartige Kräfte beim erfindungsgemäßen
Verfahren angewendet werden, erfolgt dies vorzugsweise in solcher »stärke, als notwendig ist, um mindestens
etwa 5Ofo der Plächenschrumpfung zurückzuhalten.
Verschiedene otruktureffekte können im Gewebe
erzeugt werden, indem die Bahn unter gewissen Druck- und
l'eiiiperaturbedingungen gepreßt und anschließend getrocknet
wird, >renn die Kombination von'la'uck und Temperatur, die
auf das Iiiaßblatt angewendet wird, sehr mild Ist, so daß
eine sehr geringe Erhöhung der KaS-Zugfestigkelt der üaftn
erhalten wird, ist die Interfaserbindung spärlich,und das
anschließende Trocknen und die begleitende oclirumpfun'g
ergeben ein Material, welches flauschig ist uud eine ge-
I09847/Ö374
rirr^e Zugfestigkeit aufweist. Me struktur eines derartigen
waterials ist der eines 1eichten .Vollfilzes senr ähnlicn.
wenn die Baiin verhältnismäßig stärkeren Bedingungen von l'eiuperatur und .1Ji1UcIc ausgesetzt wird, ehe sie getrocknet
wird, jcünnen die Schrumpfungskräfte die Interfaserbinaung
nicht so stark überwinden, und man erhält infolgedessen ein wahllos marmoriertes, lederartiges Aussehen
und eine vernaltnismä3ig hohe Zugfestigkeit. Je enger der
dpalt zwischen den ernitzten Oberfläciien in Bezug auf die
Dicke des iiaiSblattes ist, desto geringer und gleichmäßiger
ist der Marmorierungseffekt auf der überfläche der
Bahn. Y/enn die erhitzten Oberflächen weiter auseinanderstehen, nimmt die Oberfläche das Aussehen eines viel
gröber gekörnten ^eders oder das einer groben, strukturierten iiaut an, beispielsweise- einer Alligatorhaut oder
Elefantenhaut, '„eiin die Bahn zwischen zwei parallelen,
festen, erhitzten Oberflächen getrocknet wird, deren Abstand etwa die 2- bis 5fache Dicke der Bahn vor dem
,■.""■-■■■ Trocknen beträgt, so weist das Produkt einen ebenen oder
geraden (Schrumpffaser-)Kern und eine gekräuselte Oberfläche
auf. '.Die Oberflächenfasern trocknen am rascnesten.
Sie klappen von der G-el- zur Faserstruktur verhältnis-
0 9847/037
■ - 40 -
mäßig rapid und damit unter verhältnismäßig geringem.-Schrumpfen
zusammen. Die inneren Fasern dagegen werden •während! eines längeren Zeitraums heiß und naß gehalten
und üben ihre Kontraktionskräfte gegen eine vorerweichte Oberflächenschicht von Fasern aus, die leicht gekräuselt
sind. Die Troeknungstemperatur und das Verfahren zur
Durchführung der Trocknung der Bahn ist von Bedeutung für die Herstellung von Produkten mit jeder gewünschten
Zugfestigkeit. Im allgemeinen ergibt eine hohe Trocknungstemperatur
eine höhere Zugfestigkeit, und bei einer niedrigen Trocknungstemperatur ist die Zugfestigkeit ebenfalls
niedriger. Wenn außerdem das Material bei niedriger Temperatur, z.B. 40 O1 getrociaiet wird, kann es später
auf eine hohe Temperatur, z.B. 1500G, erhitzt v/erden, um
die Zugfestigkeit der getrockneten Bahn zu erhöhen. Der
ü-ruiid hierfür liegt wahrscheinlich darin, απτ restliche
Differentialschruiapf spannungen, die ans one ten ein Zer
reißen der Bahn begünstigen, beseitigt werden und eine
stärkere Interfaserbindung erfolgt.
jiin weiteres Trocjaiui^jsverfajiren besteht darin,
dab die ßauxi getrocknet v.irü, ,,aureiid sie a.üU'ficiiend
fest^eiialteu. wird, um das .eintreten eines wesentlichen .
1098A7/0374
der normalen Schrumpfung zu verhindern» Das Jest«
halten kann durch eine Druckkraft erfolgen» die arttf die
Bahnoberfläche angewendet wird, oder durch eine Zugkraft,
die längs von zwei oder mehr Bahnkanten angewendet "wird«. .■
Obwohl die IPesthaitekraft derart"angewendet werden kann^
daß jede-"beliebig-große »Schrumpfung bis zu 10G cß>
verhindert wird, ist es im allgemeinen erwünscnt, eine %τ&£%
anzuwenden, die ausreicht, um mindestens der Hälfte der
axialen (ielfaser-Schrumpfkräfte zu widerstehen. 2ttj? Vereinfachung wird hier der Ausdruck "Unterdrückung der
halben axialen Schrumpfkraft'1verwendet» unter dem die
unterdrückung der halben fläohensehrumpiung einer Grel«
faserbahn verstanden wird, die eintreten würde, wenn
die Jann in entsjjanntem, freies Schrumpfen zulassendem
trocioften ^elasaen würde.
jie liiicsi'dr':o^angs- oder i'cü'tnälteiwraft v;ird vorwMhrenci
des ganzen l'raciaiungsiyjclus1 . angewandt,
.λ.:ι. uxiüt.'iiiu gehalten, sobald einmal mit aea irocknen
de··· ao.Ll'aserbaiin Degoiineia wurde und .aifielest, bis die U-el-
im -/esentliehen vollständig uiai irreversibel zu
cxiaraKteri fJtiscrien nydropnoben art getrocknet hi
103847/0314
BAD
die (xelarfruktiir zusammengeklappt oder zerstört
ist.
Wenn die angewendete zurückhalte-* oder Unter-
driickungekraft eine Kompressionskraft darBteilt r kann sie
•groß" genug |gewältLt werden, um ;jede Schrumpfung zu verhindern. Wenn eine derartige Kraft nicht angewendet wird,
können die axialen Sohrumpfkrifte nicht vollständig kompensiert oder unterdrückt werden, da die Bahn aus Fasern
besteht, dile i» ungeregelten Haltungen liegen. Wenn bei
spielsweise) die notwendigen Festhaltekräfte in form von
Zugkräften lauf die Bahn in Richtung der Bahnbewegung al
lein angelegt werden, d.h. wenn die Bahn zwischen Zugwalzen
gespannt oder unter Zug über eine groiBe ''<alze
laufen gelassen wird» so erfolgt eine Schrumpfung in recrroen Winkel zur Bewegungsrichtung der .Bahn. Wird die
^ann durch üantenfestnaltevorriehtungen zusätzlich zur
Zugausübung in i'iascriineiilaufrichtung feestgehalten, wircl
aie öciiruaipfuii;, in gröiereni Ausmaiä verhindert, aber Lille
azialeu Ljc-iruupiicrafte -Können nacn diesem Verfa/tr-ex,
uicl.t Luvt;erdrückt v,e;-.-den. .
109847/0374
BAD ORIGINAL
Das bequemste und wirksamste Mittel zur Erzielung
einer Kompressions-Pesthaltekraft auf der gesamten isahnoberfläche
in einer omnidirekt!onalen, plänaren «eise bestellt
darin, die Bahn zwischen zwei festen Platten aus
geeignetem Material einzuschließen, indem sie beispielsweise
zwischen zwei Kiemen eingesperrt wird, die mindestens die gleiche Ausdehnung wie diese aufweisen und zusammen
mit der Bahn während deren irreversiblen 'x'rocknung
bewegt werden können. Vorzugsweise ist mindestens einer dieser Kiemen oder eine ähnliehe festhalteoberfläche
perforiert, um das Jäntweichen von !wasserdampf oder
anderem flüchtigen Material während der 'Trocknung der
BaIm und dem Zusammenklappen der ^elfasern zu ermöglichen.,
-.atürlich kciXiien ,jeuocu auch andere geeignete Ilittel zur
^aSUbUIi1: aieser DruciOeraft von gleicher Ausdehnung. ;vie
die trocknenae £asm verwendet werden, beispielsweise, indan
nan uie nalm .»eiterleitei:, während sie auf einer >~>eite
von einem Sieb oaer eiixer ähnlichen aur chi 1 eher ten Struktur
begrenzt ist und die Unterseite durch eine feststehende,
feste yberflrche gebildet wird, oder wenn die Unterseite
aus einer rotierenden ?/alze besteht, die auch er-Jiitat
werden kann· Vorzugsweise wird die -aalai getrocknet,
•«■•■riiirend sie durch eines der oben- angegebenen Iiittel oder
109847/0374
- 44 - ";■ : /: ; ■■■■
äquivalente Ausführungsformen davoit elÄgeeonlßösen ist,
während sie einen gesteuerten Heißiuftoifen dUroHläuft«
Im Spefcialfall der Herstellung von Bahnen aus
parallelen, kontinuierlichen Fäden werden die GeXfaeern
zuerst in, feiner iai allgemeinen parallelen und Seite an
Seite liegenden Weise gesammelt., beiepielsweiße wie ein
Faserwerg gehandhabt wird» Gewöhnlich wird ein Band oder
Werg von mehreren Fäden Dicke aur Her«tellung einer flachen* bandartigen GesamtStruktur verwendet, uei eine
gleichmäßige aiemperatureinwirkung xaid «in gleiohmäßigee
Festhalten 4er vielen Fäden während der irreveraiblen
Trocknung zu erleichtern, Ee let wichtig, daß die Gelfäden
vor dem Trocknen bo zusammengebracht werden, daß ein überwiegender seitlicher Eontakt von Faser su Faser
sichergestellt ist, mit einer gewiesen Menge an regelloser
jüttordnung, so daß sich enteprechende ITerßChmelzungs-Btelien
zwischen den Fäden entwickeln! die eine integrale
Bahn ergeben*
Me FesthaltSkraft sollte während der ganzen
Trocknung so geregelt werden, daß die unterschiedliche Schrumpfung während der kritifrehen^ Bindungsperiode be-
BAD Ot|@iei6|H£i UhB
1B96185
«■
herrscht wird* Baa bedeutet* daß die festhältefcraft
herrscht wird* Baa bedeutet* daß die festhältefcraft
ständig geregelt werden sollte, sobald einmal mit dem
!Trocknen der GeIiaserbahn begonnen wurde, bis die Gelfasern
im wesentlichen vollständig irreversibel zu der charakteristischen hydrophoben Form getrocknet und die
(ielnetzstrukturen von praktisch allen fasern im Band au-»
s'ammengeklappt sind* Die Regelung der IPegtlialtekraft
kann erfolgen, indem die äußere Druckkraft.oder Zugkraft
während der Srocknung ständig angelegt wirdt oder indem
die i'esthaltekraf t intermittierend angewendet wird und
ausreichend, um das Schrumpfen oder die Differentialbewegung der Einzelfäden zu regeln* insbesondere wenn die
Bahn über erhitzten Walzen getrocknet wird* Sine intermittierende Anwendung der Festhaltekraft kann z* B» vorliegen», wenn das Band oder die Bahn getrocknet wird» indem
es kontinuierlich über eine Eeihe von riToüknüngswalsen
oder ZylinclertiOcknern laufön gel as Ben und alternierend
im Uhrzeigersinn und, entgegen dem Uhrzeigersinne
herumge v/i ekelt wird, wobei es auf etwa konstant erlange
gehalten wird*
In vielen Billen erwies es sieh als vorteilhaft,
eine getrocknete Bahn kurzzeitig höheren i'emperaturen
BAO
auszusetzen, umGewebespannungen auszugleichen» Diese
Wirkung ähnelt einem Anlassen oder spannungsfrei Slühen
anderen stoffe, Wenn die Iroctoxungs tempera tür äi β i*as er
niemals auf äiemperungs temperatur gebracht hat, ist es
angezeigt, die getrocknete Bahn einer solchen !!temperatur
aüazusetizienj. Die liindesttemperatur* i die für ein !Tempern
erwünscht ist, liegt ungefähr 3G0C über der Glasübergangetemperätur
(Sg) des verwendeten Polymerisats. Im
Fall yoji lalyaerylnitril iat % ungefähr 8O0G nach
Keavney unq liberlin, J.Apgl» polymeir Sei· 3» 4? (i960).
Die ölaaübergangsteraperaturei* anderer Polymerisate sind
in der Iiiteratur beschrieben. Me Haltedauer der faser
bei der !ejuperungstemperatur kann zwischen wenigen Sekunden
und einigen Minuten liegen. So können nur venige Sekunden erforderlich sein* wenn die 'üemperutigstemperatur 50 bis TOO0C über l'g liegt, v/ährend bei einer niedrigen
rüei:iperungstemperatur die 2ieit einige Minuten betragen
kann. Da der einzige Zweck dieser -Behandlung in der Entfernung voii Spannungen liegt, ist dieses ierapern kein
notwendiger Souritt ia erfindungsgemäßen Verfahren.
x)ie fol^enüen Jöeispiele sollen zum besseren Verständnis
der Erfindung dienen, üowelt nicht anders auge-
109847/0374
BAD ORIGINAL
\ 1886185
·," bestehen sieh !Teile und Prozentsätzeauf das £e«
-4^ wicht und die ICemperatureii auf Celsiusgrade· Zugfestigkeiten
und Dehnungen sind auf einer Instron-Zerreißmaschine.
gemessenunter Verwendungvon 2,54 cm breiten Gewebebändern
und Slidung der liurchscnnittswerte von fünf
bis sieben Versuchen* Die Reißfestigkeiten öitid iiach dem
iÄPil-Stariaarii aäXmendorf-ZerreiJStest gemessen* Die ttb-«
sorbierte Zugenergie stellt die integrierte tläöht unter
der iugspannunge%irve darV di# * durch Hesfiuiig von Zugfestigkeit
und »entiung erhalten wird» Die Porosität wird
auf eintmCJurley iiuftperineoflieter gemessen»
gUKfeatifikelten
ΐρη,
HaBblättern
Polyacrylnitrilfaserii Twur&eu aus einer v.ässrigen
ZnCl2-IiOsung {60$) in ein wässrigeß ZnGl^-Bad {4-5fo)
bei 12,5°G gesponnen, von ZnGl2 im wesentlichen freigewaschen
und durch Strecken der Äquagelfäden auf etwa
das 12fache ihrer ursprünglichen Länge in einem v,rässrigen
Bad bei 95 ^B 1QO0C orientiert. Diese nassen GeI-faserzwischenprodukte
vriesen solche Abmessungen auf« daß
sie beim entepaimten Troclaaen nit Heißluit eine 3-Uenier-
1099A7/0374
BAD ORIGINAL
" - 48 - -■"■- ; ■
Faser bildeten. Diese gestreckte,-jtiae.se Gelzwischehproiuktfaser
wurd'e zu 6,55 mm Stapelfasergeschnitten, in
Wasser dispergiert, zu einem laßblatt geformt, gegautseht
und zwischen. Naßfilzen gepreßt« (Zu dieser Blattbildung
und zum Gautschen wurde eine übliche Moble-Wood iiaridbalinnaschine
verwendet.) '"
Das iiaßblatt wurde 3 Minuten in einer dampf geheizten
hydraulischen Plachpresse bei den in Tabelle I
angegebenen Drucken und Temperaturen gepreßt. Der Aufbau für die Handhabung der Probe war wie folgt: untere PreiB-platte,
Chromplatte, zwei Bogen Löschpapier, Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,074 mh, Probefolie aus
l'olytetrafluoräthylen, Ghromplatte, obere Preßplatte.
Bs wurde gefunden, daß die nasse ü-elfaser 2,13
l'eile ,fässer je Teil Polymerisat in der nassen ueletruktur
enthielt. Die axiale Bchruiapl'ung bei entspamiteip
■Trocknen bei 14-Q0G betrug 28yo, was eine 48',-idge -"liicliensenrum^fung
in einem Maßblatt darstellt. Die getrocknete
i<vaser hatte eine Festigkeit von 5,8 g pro Denier.
109*47/0374
BAD ORIGINAL
T69B185
Me Zugfestigkeiten wurden an. dem Maßblatt nach
άβια oben beschriebenen -Pressen gemessen sowie auch an je-.
den 3£aßblatt, welches nach dem Pressen durch Sättigen mit
Wasser wieder naß gemacht;.wur de» Die Versuchsbedingungen
ttad Ergebnisse sind in Tabelle I gezeigt und- stellen
durchsclmittswerte vieler EinEelversuche dar»
■- 50 -
iL'abelie I . ■ ■ ;
Zugfestigkeit g/2,54 cm bei einero
Bahn mit einem Gewicht von 34 g/'st
auf Irο ckenbasis
it 'wieder naßgemaci
«aiSblatt
Druck atm |
(Temperatur | gepreßtes HaSblatt | 127 |
1,34 | 25 | 118 | |
4,4 | 25 | 149 | |
7,8 | 25 | 348 | |
35 | 25 | 634 | |
1,34 | 40 | 254 | |
4,4 | 40 | 254 | |
7r8 | 40 | 862 | |
35 | 40 | 145 | |
1,34 | ■ 60. | bdO | |
4,4 | 60 | 680 | |
2,8 | oO | 650 | |
35 .: ' | 60 | 1 | 567 |
1,34 | 85 | 404 | |
4,4 | a5 | 1 | 33U |
7,8 | 85 | 2 | 120 |
35 | 85 | 4 |
+ fur eine Untersu.an.ung: au scnwach
109847/0374
BAD
BAD
1 063 249 1 313
1 630 3 080
B e ί spiel 2 . - '.;-
Kigenschaften von trockenen Balmen, die aus Gelfasern
hergestellt wurden
Aus Äerylnitrilhomopolymerisät-Gelfasern wurden
Bahnen, wie in Beispiel 1 "besehrieben, hergestellt* In
■jedem i'all wurde die Bahn als Haßblatt geformtj welches
dann bestimmten Druck-, 'iiemperatur- und Seitbedingungen
unterworfen und anschließend getrocknet wurde, um ein irreversibles üusanujienklappen der (ie-lfasern hervorzurufen,
Die getrocicnete üahn v.nrde dann verschiedenen Versuchen
unterworfen^ um ihre Eigenschaften zu bestimmten, folgende
Ergebnisse wurden erhalten«
1) iine Heine von liaßblattproben vmrde Drucken von
18 atm während 1 Hinute, 5 Hinuten und 10 llinuten und
Temperaturen von 40, 60 und 8S0Q ausgesetzt, worauf das
in einen von zwei Luftöfen bei 400O oder bei
1500C £eDracht und bei dieser Temperatur vollständig getrocknet
.;urde,und die getrocknete- Probe wurde dann aur
llUii." ihrer Zugfestigkeit untersucht.
jiine typische Gruppe von Werten, die zeigt, wie
aus üem i;aöblatt durch uutersci-iedliehe. Sroclcnungs-
109847/037A BAD ORIGINAL'
1696181
bedingungen die Zugfestigkeiten entwickeln, v/ird in der
nachstellenden Tabelle gezeigt^
. .; Tabelle II
anfängliche'# auf
das Naßblatt ange
Zugfestigkeit, g (vgl .■ Tabelle I)
(auf
Trockenbasis)
wendete gungen |
Preßlaedin- | min ' | im Naßblatt nach Trocknung bei 4Q0G |
.3 | 453 | nach Trocknung Taei 150°0 |
400G/18 | atm/5 | min | 272 | von Geliasern mit | 1585 | 1812 : |
600G/18 | atm/5 | min | 725 | 3985 | 3082: .--■ | |
850G/18 | atm/5 | e 1 | 2720 | 3718 | ||
3. e i | s ρ i | anderen i'asern | ||||
!•iiücin | mgen |
Bei dieser VersuGhsreihe v/urden liaßgelfasern von
Polyacrylnitril mit anderen Pasern gemitoclxt, die keine
Gelnetastrulctur aufv/iesen» Die Fähigkeit der selbstbindenden
öeli'aser,als Bindemittel für andere fasern zu
v.driien, üie iceiue Jelbatbiiideeigeiiöcliarteu aufweifsen,
cciai'ft die Ilu^lioluceit, niclitirevvebte I-laterialien mit.
Teracxiiedeiieu ,'Ji.-ioj-üCi
1098 4 7/037
bad ti
Eine PQlyacrylnitril-lTaögeifaser wurde ι -wie in
Beispiel 1 beschrieben, hergestellt und" zu 12,7 mm Stapelfaser geschnitten. Die nicht aus Gel bestehenden Fasern in den Mischungen waren ein Polyamid (Hylon 66),
ein Polyester (Polyethylenterephthalat), ein Polyolefin
(Polypropylen) und eine irreversibel zusammengeklappte Gelfaser aus Polyacrylnitril. Die Eigenschaften der verschiedenen
Fasern sind in der folgenden 'fabelle gezeigt.
109047/0374
- 54 Tabelle III '""*'^
(&elfaser) | Denier | g/den | |
Polyacrylnitril | (getrocknete faser) |
3,0 | 3,7 |
P οlyacrylni tri1 | 3,0 | 4,3 | |
Polyamid | 6,0 | 5,5 | |
Polyester | -■- | 4,0. . . | 4,4 |
Polyolefin | 8,0 | 3,9 | |
Aus verschiedenen Hiüchungen der &elfaser und
einer der anderen Pasern (ebenfalls auf 12,7 £ua Stapel
geschnitten) wurden Gemische hergestellt und auf einer
Laboratoriums-Handbahneiiform zu Bahnen verarbeitet. Die
wässrigen Dispersionen, aus denen die Bahnen gebildet
wurden, enthielten 0,3/j eines Acrylaciidpolyraerisats, bezogen auf das Srociienfasergewicht, als Dispergiermittel
und Ablauf hilfe. Die Bahnen vuraen auf Grundrev/ichte von
ά5 g 'xroekengewicht/ßi1" i.aiiDaiin einrfistellir· Die von Hand
nergestellten Bahnen vvurden nach deia 'J-autschen auf eine
flache fiettpresse ge'craciit, *.«ό die irrooe t- i/2 Minuten
bei b5°G und 7 bis ö atm gepreßt wurde. Soweit die Probe
10984 7/037
musterartig gebunden mir'de, erfolgte dies, indem die
•Probe durch gemusterte Oruclcwalaen mit 1,52 m/min laufen
gelassen vairde unter Bildung eines quadratischen Musters
von 0,75 sm Blecken auf 3,2 χ 3,2 mm Spitzen. Die
gepreßten Bahnen wurden in einem '»iarmluftofen suapendiert
und bei 1500G 2 1/2 Minuten getrocioiet, ohne hierbei
in irgendeiner V/eise festgehalten 2ü werden. Die Ergebnisse
sind in der folgenden Tabelle gezeigt. Zugfestigkeiten
unu iteiäfestigkeiten v/erden in Kraft in Gramm
angegeben, die erforderlich ist, um einen 2,54 cm breiten
Streifen rait eineia Quadratmet er gevjiclit von 34 ~g au zerreißen.
-
109847/03
1698185
jC V/. Vj
'/i andere
3?aser
!iabolle IY
iugxestigireit
ge— j?rei;:tse- ria/
sugiest·
reiSxeet;» dichte durch
g d.trooke
Ώ.&Λ üe V/.
!,''sec/ -
iia:sblatt - überall rfcc
75
r-o
;0
trockenes I-acrylnitril
50
75
75 | 25 | Polyamid |
5ü | 50 | tt |
25 | 75 | |
75 · | 25 | Polyester |
50 | 50 | M |
25 | 75 | 1t |
•7 C ( -■ |
25 | Polyolefin |
:u | 50 | 1! |
25 | 75 | It |
25
1700 116ü
1250 745
172
1250.
272 IC 70
bid 200
1270 1422
1460 794
204 u7t
191
127
124,6
55,6
14,3
32,6
2u,ö
2,
4,
132
υ, Wo
0,112
,a:;bl-iitt - i^uoterartig
26
acrylnitrll
u»090 Ί
.Portsetzuriff: l'abelle IT
5ϋ | 50 | trockenes Poly acrylnitril |
235 | 294 | 104,2 | 0,071 | 132 |
25 | 75 | !I | 124,6 | 145 | 122,2 | 0,063 | 152 |
75 | 25 | Polyamid | 544 | 594 | 81,7 | 0,091 | 115 |
UO | 50 | II | 272 | 176 | 39 | 0,089 | 14Ö |
^) | 75 | η | 22,6 | 49,ö | 13,1 | .0,062 | • 202 |
75 | 25 | Polyester | ^98 | 700 | 90,6 | 0,099 | 103 |
50 * | 50 | It | 3Oo | 290 | 44,4 | 0,090 | 152 |
25 | 75 | Il | 59 | 49 ,β | 6,35 | 0,091 | 184 |
75 | 25 | Polyolefin | 753 | 676 | 96 | 0,108 | 123 |
50 | 50 | Il | 3 OO | 330 | 36,7 | 0,094 | 139 |
2o | 75 | Il | 90, S | 59 | 10,9 | 0,033 | 198 |
l-iiachpolymerisate von Acrylnitril als Gelfasern
Es wurden ,ielfasern aus Acrylnitrilhomopolymerisat
und Mischpolymerisat bei verschiedenen Spinnbedingungen hergestellt, um au zeigen, daß die Selbstbindungseigenschaften
im wesentlichen Ton der chemischen Zusammensetzung de3 Polymerisats unabhängig ist. Das ilischpolymerisat
bestand aus 91 (iew.w Acrylnitril, 7.6 Gew.'/ί Methyl-
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BAD
- bö -
acrylat und 1,4 Gew.^ öulloätiiylmetnacrylat. Alle Polymerisate
wurden aus einer lösung in Zinkciilorid versi-onnen.
Das '„-faSDlatt v.-urde in jedem iall aus 6, >'3 rm utaoelfaser
iiergesteilt. Uie nacnstehende 'i'abelle zeicrt die
Bpinnbedingungen und lie ernaltenen ügenscnaftej.. Jie
äugfestigleiten wirden wie in ^eiopiel 1 bestimmt.
109-84770374.
BAD
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Aus den letzten iiomopolyrap>risat und dei/i letzten
Mischpolymerisat, die in Tabelle V gezeigt werden, \.ur-
I I
den U eli'asermi schlingen hergestellt. Die=· iliociiungeu vurdeji
nacia dem iapierlierstellun^cverfahren zu Bahnen geformt,
una jedes i\raj:!blatt v;urde bestiiaiiten Kombinationen
von i!x*ucict Temperatur und Zeit uni;erv,'or£en, und die Ζιχκ-feati^iieit
des gepreßten ivaßblatts vurae gemessen. Di»
Ergebnisse sind in Tabelle Vl geneigt. (••-.•ieder(re.f7eben
v/ie in Beispiel 1.)
109847/0374
COPY
BAD ORIGINAL
BAD ORIGINAL
- - | der | : 4i00 , | !Tabelle VI | gepreßten Naßblatts | in Gramm |
Gew. ^ | Polymerisatart. ■ (iopolymer. Mischpolymer, j |
. -75 :■;■.. | Zugfestigkeit des | 85°C/7,8 atm/5 min | 8^0/7,8EtIiI, 3 min1" |
0 ' | 50 . | 600C/7,8.atm/5 min | 2762 | ||
••25 - | 25 | 770 . - | ' 2670 | ||
.5p ,.;■ | 0 | "■=■ ·.:.;."■;.·-.250.. | 13t4 " | 2580 | |
75 . | 370 | 1476 | 2500 | ||
100 | - ·. 535 | 2060 | 2400 | ||
613 | |||||
+ Das Homopolymerisat lag als 0,5 mm Stapelfaser und
das Mischpolymerisat als 6,35 mm Stapelfaser vor
Diese Ergebnisse zeugen deutlich, daß zwar die
Bindefestigkeiten durch das Mischen modifiziert werden,1
daß jedoch auch in sämtlichen Mischungsverhältnissen ei-
'ne mehr als ausreichende Selbstbindung vorliegt. ;-
■t"
B e i a pi e 1 5
Imjprägnlarung j?on Bahnen mit Harzf eatstoffen
COPY
- OcL -
Eine jUei_ie von -/ersucnen wurde ausgei'5ihrt, um
^u zeilen, wie unter Verwendung der niciitgewebten Stoffe
der Erfindung imprägnierte Gewebe nergesteilt v/ercien.
Aus Acrylnitrilixomopolymerisat wurden nasse
■r ielx'aserix hergestellt, beirr* Spir.aeii ^ewascxien und gestreckt.
l)ie Abmessungen der fasern wurden so gevi-lhlt',
da.j oie beim l'rockneii. ohne Juinscaränlcung ^äclen von
; den und 1/2 den ergaben.
.iine ·ΛΓαπε:·.ιΛ-/ί ouupeiun on dieser ι a.''>f;eliasern "im
xli33nimgsverhältnis 1:1 v/urJe hergestellt, inciera die· bürden
mit etwa 0,04 aev;,,3 ürocicenfaser in "fässer disper-
^i^rt wurden, v;elciieo 1-.j x'ol/acrylaißiü (berio^on uui' clur:
& l'roclcenf as erge wicht) als Uispergieriaittel und ΛοΊ Hni'-i.i 1-
fe entnielt. Das IJa-?blatt v/urue dann auf einem
xinuierlich be.wegenaen Sieb nergest^llt und auf etwa
3ö Gew.>» Polymerisat ^egautscht (0,76 leg ^.aßgeiiaser/m")
Das so hergestellte Maöblatt wurde mit 0,75 mm Stellen
in einem rechteckigen. Muster von 6,35 x 9,6 mm gebunden,
indem die Bahn durch den Spalt zwischen erhitzten, gemusterten
üindeWlzen laufengelassen v,nrae, üer
if, «-- is, }» ί Α »-.
bad
Dexrug 4,5 leg/lineare 2,54 eifc Spalt, die Temperatur
betrug C1J bis 1000U. Das inuisterföriai^ gebundene ~na&-
biatt v:urde dann in eine wässrige B
setiiarig einer iiatexerauision von Jutaaien/.acrylnitril,
ej:. etaucüx, jj\.e jj1 eat .stoffe im wässrigen Latexsysteui waraen
von. 10 üis 4ü.j variiert, um imprägnierte liaSblattorouen
:.;ii- Laxex-t'eststoifgenalteu von 1ü bis i?0>ö hersu-
£·.Leilen. ΊΤ,τι αίρ lfrite^reststoiiaai^rihEke der^ Bahnen v/eiter
2U regulieren, vruraen sie sviso-ieu Lösciipapiere geöi^iCiit
uuü aurcii aeu Spalt sv/iscueii liaux&cuaiiquetsciival-
so iierfeestellten rrooen v:urden 5 Kinuten bei
1.^0O iii einei.. L,v-axx^..öui:tluf"tofen ^euroc^aiet, JJie i"aserl::;iin
viur-ae dabei l^iciit iesti.phalten, u^id üie ociirimpfung
r.etra,.: etwa 'y;, j. *-.i ftr^arcli vurden die Proben 1 bis fj von
_auelle VII eivialten.
In aiiapren Proben - urda. die Latexfeststoffe in
y,Luu .^eT ;11^, inafci:i nie imprägnierte 3a}m in eine Lösung
von ^luniniuiritäuirat {1 ""i?"ev;. i) ein^exaacht, " zur jsatiervon
üDereciiüssigea. Wasser abgequetscnt, gewaschen
1098A7/0374 SAi>
ORIGINAL. ..
•und erneut auf ungefähr 3OfS Feststoff gehalt abgequetscht
. Dann wurde die Bahn, wie oben beschrieben, 5 Mi-
iiuten bei 1500O getroclaiet» Man erhielt so die Proben
6 bis 1ü von Tabelle VII.
In anderen Proben wurde die Latex auf eine niohtgevebte Bahn angewendet, die durch 3minütiges ±roek
neu des iiaßblatte.s bei 1500C in der oben beschriebenen
Iveise eriialten worden war* l'urch diese .behandlung werden
die Gel fasern im iiaßblatt irreversibel zusammengeklappt.
Diese ,'irοckenbahnen wurden dann» wie beschriebeiij
mit Latex imprägniert und dann erneut 5 Minuten bei 15O0O getrocknet. Man erhielt so die Proben 11 bis 15
in Tabelle YII.-.
In weitei'en Proben wurde das Uaßblatt getrocknet,
um ein irreversibles Zusammenklappen der Gelfasern
hei^vor zurufen ι und das trockene Bahnpro dukt wurde mit
Latexfeststoffen imprägniert.,- ^ef-olßt von Fällung mit
Aluminiumsulfat, vie oben beschrieben. Die Bahnen^ wurden dann erneut b ilinuten bei 15ü°0 getrocknet. Hau erhielt so die Proben 16 bis 20 in !Tabelle VII.
109847/0374
BAD
Alle Jahnen wurden dem ΪΑΡΡΙ (!'echnical Association
of the Pulp and Paper industry) Standard Zug- und
Dehnungstest unterworfen unter Verwendung von 2,54 cm
breiten ütreifen auf einer Instron-Vorriciitung, Außerdem
;vuraen sie dem Jiilraendorft-Eeißfestigkeitsversucn unterv.'orfen.
Pie ilrgebnisse sind wie in Beispiel 1 wiedergegeben.
BAD
/ | Probe Kr,, |
Bahngew- g/in2 auf Sro ck en- basis |
|
1 | 143 | ||
2 | 156 | ||
3 | 187 | ||
4 | 194 | ||
'5' | 214 | ||
1
β |
ο ' to 0» JN ,*·* «Ν» |
6 ■■7, , . 8 |
143 143 177 |
£"'■ |
*a
.+* |
9 | 194 |
J* | 10 | 21Q | |
11 | ,143 | ||
12 | 150 | ||
X3 | 190 | ||
.■'■:'■■ . | 3A | 210 | |
:15.■' . | 228 | ||
"'■ '■".''· | 16 | 143 | |
I ' . , | 17 | 150 |
imprägnierte Peststoffe Gew.?S
13
20
34
40
47
12
20
34
43
48
10
17
31
39
46
10
17
Trockenzugfestigkeit
590
863 2040 2260 2450
408 1586 2940 2854 3440
272
498 1042
998 1088
136
408
Dehnung
18
18
25
27
27
18
21
25
10
16
23
22
27
11
14
21
25
10
16
23
22
27
11
14
Reißfest, g
91 136 181 226 181
91 226
91 181
91
45 136 226 181 226
91
91
C75 CD
Fortsetzung Tabelle VII
Probe. 'Kr, |
—& O to OO |
Bahngevr. g/m2 auf Trocken-' basis |
' imprägnierte Peststoffe |
* | Trockenzugfestigkeit : . g |
■ Dehnung | η · | Heißfest. ■.. tZ |
18 | 190 | 31 | 725 | 22 | 181 | |||
19 | ο . | 207 | 39 | 863 | 28 | 226 | ||
20 | 228 | 46 | • 772 | 27 | 181 | |||
•7 | ||||||||
OD CO CD
Bei
s
ρ i e 1 6
• ■ .
Vergleich einer Imprägnierung vor und nach dem Trocknen
der Bahn ■
In dieser Versuchsreihe wurde ein Vergleich sehen Produkten angestellt, die (1) durch Imprägnieren
des Naßblatts mit Feststoffen vor dem !Trocknen und (2) durch Trocknen des Uaßblattes und Imprägnieren des getrockneten NaßblattB erhalten wurden. Unter "naß" wird
die erstere Imprägnierungsart und unter "trocken11 die
letztere verstanden» Alle anderen Verfahrensbedingungen,
einschließlich der Art der Imprägnierung slat eic, waren
die gleichen wie in Beispiel 5. Me Menge der imprägnier ten Feststoffe betrug ungefähr 2o üew.',o. In der Beschreibung
der .Polyäthylenterephtiaalat- j^asern bedeutet
"hohe Festigkeit" eine Reifenkordqualität von 11 den/]?aden
und ungefähr ü bis 9 g/den, während "normale festigkeit'1
eine TextilQualität von 6 den/Faden und ungefähr
5 g/den bedeutet..
109847/0374
Probe Beschreibung der Faser in der Dehnung Trockenzugfest. Reißfestigkeit
Nr, nicht gewebten Bahn ■ lp g g
naß - 1OO?'S Polyacrylnitril — .
3 den/Faser - 6,35 mm Stapel
trocken _·»«■"
naß - QOc/o Polyacrylnitril -
3 den/Faden' - 12,7 mm Stapel?
20/3 Polyäthylenterephthalat hohe
Festigkeif- 6,35 mm Stapel
trocken - 80f;ä Polyacrylnitril
3 den/Faden - 6,35 mm.Stapel; 20$ Polyäthylenterephthalat hohe
Festigkeit - 6,35' mm Stapel
naß - öO',j IοIyacrylnitril -
3 den/leaden - 6,35 mm Stapel; ■
20^ Polyäthylenterephthalat ^ormalfestigiceit
— 6,35 mi1 o'tapel
trocken - ö0>-Polyacrylnitril 3
den/Faden' - 6,35 mm Stapel;
20fa pQlyäthylenterephthalat Iformaifestigkeit
- 6,35"miri Stapel . !
8607
9060
9060
725 635
9060
. 1042
5900
771
5900
1132
4530
997
B e i
i e I
Trocknung verschiedener Bahnen mit Begrenzungen
Die IFaßgeliasern wurden zu verschiedenen Stapellänr,en
geschnitten und durch Kaßblattbildung zu Balirien
10984 7/037
- ■- 70 -
l-t geformt. In einer ersten Beine, die durch die Proben 1,
2 und 3 dargestellt \;ird, vmrde die fiaßgelfaser in
6,35 mm Stapel gesciin.itten, zu eineia l-Iajiblatt_geformt,
Feststoffgehalt
auf 28,5>/filsgepre3t und dann getrocknet, um ein irreversibles Zusammenklappen der Fasern hervorzurufen. In
Probe 1 wurde die trocknende isaiin in keiner Weise festgehalten,
während in den Proben 2 und 3 die erfindungs-
™ gemäßen, einen Abstand voneinander auf v/ei senden Begrenzungen
oder Barrieren angewendet wurden, und zwar in Form von erhi-tzten, flachen Bettpreßplatten nit einer
Temperatur von etv/a 1ü0 Ö. Tk. uen irocsu 4, "i und 6 ..ar
die Paser auf υ,Ji? rau stapel geschnitten, auf 2t5,5^
Feststoff gehalt filzgepreBt und dann üe± 16,4 icg/cm^
und 25°G kalandert worden unter Bildung einer -dalin mit
57i4;>
Feststoff gehalt. Dieses Material vurde dann so getrocknet, daß ein irreversibles Zusammenklappen der GeI-
P fasern eintrat* In Probe 4 vmrde die -^alin während des
Trocknens in keiner Weise festgehalten, während in den
Proben 5 und b die Bahn zwischen Begrenzungen, wie oben
beschrieben, bei etwa 1b0 C getrocknet wurde. In den
Proben 7» β und 9 wurden die üelfasern auf 9,5 mm Stapel
geschnitten, zu einem haßblutt geformt, auf 27,1>
Feststoffe filsgeprei3t und dann, sp getrociaiet, aaß die Gel-
109847/037
- ■ - 71 -
faser irreversibel zusammenklappte. In jeder dieser Pro-•
ben wurde die BaIm zwischen zwei festen Begrenzungen erfindungsgeinäß
getrocknet» Zu Probe ? ist zu bemerken, daß
die Dicke der BaIm vor dem Trocknen größer war als der
Abstand, zvisenen den Begrenzungen. Bei den Proben 10, 11,
12 und 15'wurde die Gelfaser su einem Naüblatt geformt
und wie oben bei den Proben 7,8 und 9 beschrieben behandelt,
jedoch zusätzlich bei 9*4 kg/cm und 25°0 kalandert,
so daß eine Bahn erhalten wurde, die 50»5/* feststoffe enthielt.· Dieses Material wurde dann zwischen Begrenzungen
so getrocknet, daß-die Fasern irreversibel zusammenklappten. Die Ergebnisse sind in Tabelle JX gezeigt.
109847/037 4
robe | 1 2 |
ρ G- ew. g/m |
i / | 173 | i | .31 .31 |
, mm | Tabelle IX | Abstand | mm " | ■ -λ freies . ' ',' d Raumverhäl'tn. s |
Flächen-, cliruapfung |
46 | ■Vol.'S Pas er |
33 14 |
40 25 |
Zugfestigkeit r- '■·· | •al Cp CO |
|
:;r. | 3 | 1 Dicke |
177 | .35 | Trockenbahn Begrenz. | 00 < 1.6 |
eim Troäk- | 46 | 22 | OO απ |
|||||||||
4 _» 5 |
Ka:obl. Trockenbahn liaßbl. | 132 | .1 .1 |
.1.0 ß: | bahn, ; | Len I-· | ·* | 51 40 |
24 31 |
||||||||||
O iß 6 OO JP" 7 ^a |
132 129 |
.1 .42 |
.92 | 00 1.6 |
u„ ■ nach dem Trocknen zu schwach ,Ζ Bestimmung / 5.1 li74 52 |
zur · a __ 17 |
41 | 30 | |||||||||||
ο 8 | 85 85 |
210 | .45 | .99 | .41 .41 |
3.01 1.05 | 16 | 39 | 25 | ||||||||||
-4 9 JP* 10 |
95 | 240 87 |
.46 • 1 |
.38 | 1.0 | nach dem Trocknen zu unregelmäßig / zur Untersuchung \ 15.3 13.0 44 32 |
47 | 31 | ___,(45,3 liaßblatt) ' 590 |
||||||||||
I
S ι |
11 | 75 75 |
85 | .1 | .3 .46 |
1.6 .33 |
3.9^2.5 0.97 0.89 |
V 590 | |||||||||||
I | 12 | 75 109 |
85 | .1 | .89 | .41 | 2.3 1.17 | ||||||||||||
13 | 115 | 99 | .1 | .94 .25 |
1.0 | 3.5 1.7 3.3 1.3 |
(545 Naßblatt) 906 -~" |
||||||||||||
\ | 119 51 |
+ freies Raumverhältnis = \ |
.25 | 1.6 | 3.9 1.6 | 1900 1675 |
|||||||||||||
51 | .3 | zwischen den | 10.2 2.1 | 1088 | |||||||||||||||
51 - | .37 | Dicke der üb. | 15.6 4.5 | 635 2360 |
|||||||||||||||
51 | Abstand | Begrenzungen | 1900 | ||||||||||||||||
hn ; ■ | 1360 | ||||||||||||||||||
1133 | |||||||||||||||||||
• | |||||||||||||||||||
Beispiel 8
..■rociaien der Bannen unter Zusammenpressen
Üine wässrige Zinkchloridlösung (-etwa 60 G-ew.1.^),
die etwa 10 Gew..7'J gelöstes Polyacrylnitril enthielt, wurde
cturen eine Mehrloehspinndüse, die' eine groJBe Zahl von
0,2 VJO. (ö-mil) Löciiern aufwies, in ein wässriges Zink-Chlorid-fällbad
extrudiert. Die gefällten Pasern wurden au« dem: lälltiad gezogen, τοη restlicheia Zinkohlorid praktisch
vollständig freigewaschen und dann 12,5faoh in einem
heißen Ifasserbad gestreckt, unter Bildung von SeI-faseru
von etwa 2,!? den/Faden (l'rQckenbasis).
jjer Quellgrad oder V/assergehalt der so hergej"Cellten
aelfäden. wurde zu etwa 2.5Qy^ bestimmt (gemessen
in g V/aüser im Ciel pro g irockenfaser χ 100). Ein Anteil
von 6 g der Maßgelfäden, der als Probe 1 beaeicnnet wird,
wurde zu 9,5 mm Stapellängen gesclinitten und in destilliertera
V/asser dispergiert oder suspendiert. Die wässrige
Dispersion der,geschnittenen Gelfäden wurde dann auf
einer 20 χ 20 cm Williams Handpapierbahn-Herstellungsforni
zu einer ffolie geformt und zwischen einem Filz und einem
:.jieh kalt auf etwa 30 Gew,>j öelfasergehalt gepreßt» üieae
gegossene Bahn oder Folie wurde dann getrocknet, wahrend
sie dürcn die Druckkraft eines mit 22,7 kg belasteten,
von einem Sieb getragenen Filzes zusammengepreßt wurde.
DasNaßblatt wurde durch das belastete Sieb gegen einen
Walzentrockner von 20 cm Durchmesser gehalten (an jeder
Seite des Siebes waren herabhängend 11,4 kg befestigt), wobei die ¥alzenoberflache bei etwa 150 C gehalten wurde.
Die getrocknete Folie stellte eine Dlegsame und flexible,
gleichmäßige, poröse und kontinuierliche, ungewebte Platte
dar mit einer Festigkeit von 0,075 g/den und 0,9,-» dehnung.»
Die jiaßDlattfestigj£eit der Platte betrug etwa
0,011 g/den. Die Festigkeiten »vurden unter Verwendung eines Instron-x'extgerätes bestimmt, indem 2,54 es« breite,
12,7 cm lange Streifen der Platte bei einer Ausweitung
von 5 cm/min in einem konditioniert en Hauii mit 210C und
ü5i "relativer Feuchtigkeit bis zum Serreißen gezogen wurden.
Veitere Proben 2, 3 und 4'wurden nach, dea für
die Herstellung von Probe 1 verwendeten Verfahren hergestellt
sit dem ^üterschied, daß die zur trocknung der
festgehaltenen Bahn angewendete i'emperatur variiert wurde.
Die Ergebnisse sind in iabelle Ji gezeigt.
. - 75 -
Probe 5 wurde hergestellt, indem die ]Ta3geli'äden
b Ilinuten in V/aoser gekocht wurden, bevor Platten,
wie oben beschrioben, hergestellt vurden. Durch
das Kochen wurde der'Quellgrad des υeis von 23ö auf
^οΊ,α verringert. Jie j'estigizeit una leimung dieser Probe
vird. in tabelle Z axt der von Probe 1 verglichen.
Me getrocKnete PJLatte von Probe".5 besa3 dieselbe 31eich-Eä^ig^eit,
J?'le:cibilität und im wesentlicnen axe? gleiche
Porosität -,-ie probe 1, obwohl, sie etwa v.eicner und
schwächer v;ar« Me Handhabungsfestigkeit der Platte von
Probe 5 war jedoch zufriedenstellend.
Probe Trocioier Ober- l^aßblatt yrockeiibahii- ;.Ta-?blatt Troclienbahn
x'lilclieirteap« !Festigt, festigi-ieit Jehnung
0C | 150 | s/d | O.,ü75 | |
1 | 100 | 0,011 | G,03ö | |
Öü | — | C, 004 | ||
50 | -— | 0,004 | ||
4 | ||||
'Uo
w,9
υ, 6
- ü,85
\J J KJ \J *
10984 7/0374
BAD ORIGINAL
. - 76 ■-
Wurcie das obige Verfaiiren wiederholt, mit α ein -'Unterschied,
daß das auf den siebgetragenen jJ'ilz angelegte
.Gewicht auf etwa 1,14 kg auf jeder beite des Siebs
verringert wurde, so war die erhaltene getrocknete Platte
unzusammenhängend, voller Löcher und dünner Flecken und sehr schwach.
Wurde das obige Verfahren wiederholt, mit dem ;
Unterschied, daß die liaßblatt-Platte in entspanntem und
zur Schrumpfung freiem Zustand in einem Heiiluftumwälzungsofen
bei etwa 1500O getrocknet wurde, so erwies
eich die getrocknete Platte .als gekräuselt, schwach,
voller dünner Stellen \ιιΛ~ für die meist on L. wecke praktisch
unbrauchbar.
Wurde das obige Verfahren mt dem Unterschied
P wiederholt, daß die Naßblatt-Platte getrocknet- wurde,
indem sie in entspanntem und frei schrumpfbaren; Zustand
auf einer bei IbU U gehaltenen heizen Platte p-etrocknet
v;urde, so v/ar die getrocknete Platte stark geschrumpft,
gekräuselt und in solchem Ausmaß verzogen, 'daß kein
flacher Streifen für den X'est erhalten werden konnte*
109847/0374
J e i s ρ i el 9 - - '
Hersteilung.von Bahnen aus kontinuierlichen laden.
Eine wässrige 60 Gew.>jige Zinkchloridlösung,
die etwa 10 G-ew*?ä gelöstes polyacrylnitril enthielt»""'
vvurde durch, eine Hehrlachspinndüse, die 350Ö" 0,2 mm
iiüoxiei* enthielt, in ein wässriges 4"#>iges. ZinkchloridlYilibad
extrudiert. Die gefällten laden wurden aus dem .Fällbad gezogen, von restlichem Zinkchlorid im wesentlichen
freigewasehen und dann etwa 12 mal in einem
heißen Wasserbad gestreckt unter Bildung von laden Von etva 5"den/laden auf Trockenbasis und einem gesamten
Werg- oder tfaseroLindel-ISenier von etwa; 1-0 900 auf ^rolcireiibasis.
Der ^uellgrad oder Wassergehalt der so iiergec:weilten
'Jel±v.Uiei. vurde zu etwa 233';·» r :;ef !.;iiüen \ .:erif!3DGii
"iii ;. .,aoser in .-el pro g" Tr.oc.keni'aden χ IuG).
sin 'i'eil des Wergs oder Bündels von ^e!fasern
v. ...rae getrocknet, " während er auf konstanter Lange fest-'
üehalten wurde (d.h. kei^e lineare oder axiale Schrumpfung möglich), indem er £ t/2 Minute» um eine Walzentrockner
Oberfläche von 20 Gm, Durchmesaer und 120 C Semperatuy
gewickelt wurde»TBelipi Sndsn des ftrangs oder
109847/0374
Bündels wurden festgehalten, so daß eine'schleifenartige
Konfiguration entstand. Die Oberflächenspannung des GeI-
' 2
fluids betrug etwa 74 dyn/om . Die in den trocioieiicien
]?äden entwickelte mittlere Seiirumpfkraft wurde als auf
2 ""■■■' Ö134 kg/cm zunehmend,"bestimmt. Die durch die ueGant-
schrumpfung erzeugte Kraft gegen die Walzen-; wurde mit
etwa Ö»O56 kg/cm bestimmt,und die mittlere Schrumpfung erzeugte eine Kraft zwischen den ilas er schicht en von etwa 0,028 kg/cm , \vobei das Jj'aserbündel etva fünf i'adensehichten dick v/ar.
etwa Ö»O56 kg/cm bestimmt,und die mittlere Schrumpfung erzeugte eine Kraft zwischen den ilas er schicht en von etwa 0,028 kg/cm , \vobei das Jj'aserbündel etva fünf i'adensehichten dick v/ar.
Uas irrevers^ bei Aexrocicnete .faserband *.iea .
eine feste, zusar^iiienhanrende, selbstbindende struktur .
auf. ]jie· Linz elf ü α en kormt en nicht voneinander getrennt
werden, v/enii das i3and gebogen und gezogen wurae. Ijie ^adeii blieben als zusammenhängendes, kontinuierliches Band bestehen. Eine mikroskopische Querschnittsunxersuchurig
des Bandes zeigte, daß die Fäden mit einem oder mehreren benachbarten Fäden eine ausgezeichnete Selbstbindung aufwiesen, ' ■ '; :
eine feste, zusar^iiienhanrende, selbstbindende struktur .
auf. ]jie· Linz elf ü α en kormt en nicht voneinander getrennt
werden, v/enii das i3and gebogen und gezogen wurae. Ijie ^adeii blieben als zusammenhängendes, kontinuierliches Band bestehen. Eine mikroskopische Querschnittsunxersuchurig
des Bandes zeigte, daß die Fäden mit einem oder mehreren benachbarten Fäden eine ausgezeichnete Selbstbindung aufwiesen, ' ■ '; :
Wie oben beschrieben, wurden Bänder von 11,3 cm
und 2,54 cm Breite hergestellt, wobei ähnlich hervorragende
Ergebnisse erhalten wurden.
109847/0374 BAD ORIGINAL
jjas obige Verfaaren vurde wiederholt, mit dem
ociiied, daß das Ge!fadenbündel in entspanntem und
frei schrumpf bar eni Zustand getrocknet wurde« Hierbei
wurde ein ungebundener Verg oder Bündel von freien Fäden
erhalten. Die physikalischen Eigenschaften des freie
Päden aufweisenden yergs und des erfiiidungsgemäß hergestellten
2,:>4 cm breiten, selbstgebundenen Bandes sind in Tabelle Xl ^e
labeile XI | selbstgebundenee, 2,54 cm breites Band |
|
Form der Probe | Bündel mit freien 'iextilfasern |
7 260 32 |
Denier, g/m1- |
14 000 61,5 |
2,79 3 024 21,8 |
Zugfes ti gkeit g/den kg/cm kg/2,54 cm/54 g/m |
1,63 1 764 2 17,7 |
1C |
Dehnung, % | 32 | |
anfänglicher ..odul
g/den/ 10Ü/O ]'einiung
g/den/ 10Ü/O ]'einiung
kg/cm
10 10 605
162 171 801
1O98A7/0374
ßADQRKäiNAL
Beispiel 10
Masse H it ze "behandlung des Naßblattes
Eine G-elstapelfaser ~von 9»5 mm Länge wurde im
■wesentlichen wie in Beispiel 1 beschrieben Hergestellt,
indem in einer Williams Hand-Baimforra von 20 χ 20 cm
ein Maßblatt geformt, zwischen feuchten Filzen bei Kaumtemperatur
gegautscht und dann musterartig gebunden wurde,
indem das Naßblatt zwischen gemusterten Hetallwalzen
durchlaufengelassen wurde, welche mit 4,5 kg/cm Dampf
geheizt wurden. Das Walzenmuster bestand aus 0,8 mm Druckstellen
in 3,2 mm Zentren eines quadratischen Musters. Der Druck zwischen den Walzen betrug 393 kg/m Walzenlange.
SeTzhs Yergleichsproben wurden hergestellt, um die Vorteile
einer nassen Hitzebehandlung des musterartig gebundenen
riaSblattes zu zeigen* Die verschiedenen Behandlungen
dieser Proben waren wie folgt:
Probe 1 - keine weitere Behandlung nach dem musterartigen
Binden;
Probe 2 - giß ion wie Probe 1, gefolgt von irocknen bei
600O in einem Umluftofen ohne Festhalten'der
Bahn;
109847/0374
Probe 3 - das musterartig gebundene Maßblatt wurde 10
Hinuten in Wasser gekocht;
Hinuten in Wasser gekocht;
Probe 4 - gleich wie Probe 3, gefolgt von Irocknen bei
600O in einem Umluftofen ohne festhalten der
Bahn;
Probe 5 - das muaterartig gebundene llaßblatt wurde "bei
14O0G in einem TJmluftofen ohne Pesthalten der
Bahn getrocknet, durch Eintauchen mit einer
Latex, die 10^ üutadien-Acrylnitrilharzfeststoffe
enthielt, (unter der Handelsbezeichnung "liycar 1561" vertrieben) imprägniert, abgequetscht
und in gleicher ..eise wie oben besenrieben
wieder getrocknet;
-εro De β - gleich wie Probe 5, ;iedoch wurde das inuster-
artlg gebundene Ilaßblatt vor dem Trocknen,Imprägnieren
und emeatem Srocknen 10 Minuten in Tiasser
gekocht.
Me iirgebniase sind in tabelle XII gezeigt, Jie
nasse xiitzebehanalung durch Kochen des Ifaßblattes verur-
10984770374
BAD
- Ö2. -
sacht- eine Jcnrumpfung vor der lToc2:nungs stufe und erzeugt
infolge der -änt spannung der fasern euie festere
Bali» pro ..Einheit Bahngewicht. (Zugfestigkeit χ Ba^mgewicht).
.".'.' Säbelle.,LJI
Probe Bahngewicht Uahngewicht Imprägnier- Schrunpf- äugfest
Y. g/m2 g/m2 narz Gew.^ .fläche 1-ig ■
. (laßblatt) (getrocicnet) >^
4 | bö | 167 |
5 | DÖ | 2u4 |
6 | 66 | |
ββ bö (nass) υ j- C . 1 ,i " -.,,.7
6β 1Od Ü 3^ ;,o '3,5
ob -^9 (jiaSu) -0 ■ 30 '■ ■, *i "j u..,';
25 45 5,0- b,v
26 i;< 4,->
«ι--, f
3 e χ a ρ i e ^. VJ^ - . .
iiomopol/mere iiCr^lnitrilfasern wurden aas einer
v/ässrigeii, etwa rjO Cfev/.>oigen kiinkahloria-Spinnlosung in
ein wässriges, etwa 4> äev;.;-jiges ^infccjnloriü—s'MiiD-κα naidversponnen,
Uie gefällten ü'äden .;uraeii aus cleia 'i'älload.
geso.cen, von allein restlicher.! iiiniicnlorid ci*a.cti3ch frei-
9847/037
' JAM?
BAD ORIGINAL
BAD ORIGINAL
gev.acciien und danach durch Strecken der Sei- oder Ag.uageli-Ideii
auf etwa das 13»5fache ihrer extrudierteii Länge
in einem -wässrigen Bad bei etwa 95 bis TOO0O orientiert,
..'aoii dp.r Orientierung· der Äquagelfaserii i.uraen sie in
UH-Citrociaietein Aquagelsufötand gesammelt und in vier Porti
oii'j7i geteilt. Die erste als ilontrollprobe dienende
Portion, die ait A bezeichnet wird, wurde zu 6,35 mm
Jta_ ellaiige ge schnitt en« jJin 2«-;eits-r, mit 3 bezeichneter
'Jeil ',."urcie "l?3i ot'.*a 25°O in einem Stopfbüeiisenlcräusler
gekräuselt," so daß etwa ο bis 7»5 Biegungen pro cm linearer
rädeülänge erhalten wurden, wobei eine iäiigsspaltung
in den Ueliäaen induziert v;arde, derart, daß die Kräuseli'äde/i
st.v/a 2/2 der Zugfestigkeit der ungekräuselten
jü-xql aufv/ieseii. Me gekr"-liu3elten x'-äden wurden zu 6,35 nun
.j ua^ elir.i.;e ^eouumitteii.' üline dritte, axt υ beseiciinete
.'ortiQü v.'urae in of"55- m::\ »t:i£ellüx^c:e ^eEc^mitten, etwa
·'; .,üunen in ,,aaaer .:_'e,:ooiit und auX' efea i; ΰ abgelrUhlt«
...ine-vierte,, mix I) be-ieialinete -rortion vurie in .gleicher
->ise vvic ciiti. rrc!;3 2 relcfäuselt, äarui ii* einem Viasserb:xd
'."oxi iCü w etv;a 5 iiinuten'geiioc it. -iitf etv;a 25"'0".ab-
.StJLiLt ..:.. iai-u.-. in 5,35 rain otaj-ell^ii^e gescisnitten. Bie
Portionen jeder der Probe' A, 3, jj und C ν ar den dann getrennt
ii^. .,asser suspendiert, und die erhaltenen Auf-
109 8 477 037 BAD ORIGINAL*
schlammungen wurden 45.Minuten in einem Waring Mischer
"bei niedriger Geschwindigkeit geschlagen. Von Hand hergestellte Platten aus dem geschlagenen Material wurden
unter Verwendung einer Hoble & Wood Laboratoriums-llandplatteriherstellungsmaschine
hergestellt und dann auf einem siebgetragenen Kontakttrockner 2 1/2 Ilinuten bei
1260O getrocknet. Die .Faltungsdauerhaftigkeit der getrockneten
Bogen wurde mit* einem M.I.T.-i'estgerät nach
'I1APPI-S tandard-Vorschrif ten gemessen. Alle erhaltenen
Werte wurden auf ein 20 χ 20 cm von Hand hergestelltes
Blatt standardisiert (Basisgewicht 20 kg pro'63,5 x
102 cm/500 Eies). Die Ergebnisse werden in der nachstehenden Tabelle gezeigt.
v-I. 'Jl. Doppelf altungs sy kl en bi s
sum Bruch
Probe
A Vergleich 1330
B gespalten 4010
ö gekocht . b3üO
.D gespalten und gekocht .10900.
100847/0374
BAD ORIßtNAL
Beispiel 12 .
Ho mo polymere- AcryliTitrilfaserri wurden, aus einer
wässrigen, etwa 6ü G-ew.ioigen Zinkelilorid-Spinnlö'sung in
ein wässriges, etwa 43 ü-ew»%iges Zinkchlorid-Fällbad naßversponnen.
Die gefällten Fäden wurden aus dem Fällbad
gezogen, "von allem restlichem ZinkChlorid praktisch freigewaschen
und danach durch Strecken der G-elfäden auf das etwa 13,5fache ihrer extrudierten Länge in einem wässrigen
Bad bei etwa 95 bis 10O0O orientiert. lach der Orientierung
der Aquagelfasern wurden äie in·noch ungetrocknetem
/„quagel zustand in einem Bündel gesammelt und wie
folgt in fünf i'eile getrennt:
Die Kontrollprobe A \/urde direkt irreversibel
in entspanntem, frei schrumpffähigem Zustand in einem
Unlui'tofen bei 1400G getrocknet.
Probe ß wurde etwa 10 Bekunden in-',fässer unter
Featiialten gekocht, d.h. ohne ucnrumpfung, aus dem Bad
noch heiS über Walzen entnommen, die das heiße laßgelfaserbündel
unter .2-ug. hielten,und v/ie Probe ^A getroclcnet.
109847/0374
BAD ORIGINAL "*
Probe G wurde wie Probe B behandelt, jedoch etwa
10;^ schrumpf en gelassen.
Probe D wurde wie Probe 3 behandelt, jedoch vollständigschrumpf
en gelassen, d.h. etwa 22/j.
Probe l·) wurde etwa 5 Hinuten in ',/asser gekocht
in entspanntem, vollständig frei schrumpf fälligem Zustand,
auf etwa 250C abgekühlt und wie Probe A getrocknet.
Die Bruchfestigkeit, Dehnung und durchschnittliche
Steifheit der getrockneten ü1asern jeder Probe v-,rdaibestimmt
,und die Ergebnisse sind in Tabelle ..\':.l ai>gegeben«
Die""mittlere Steifheit" wird durch ^ividir'reij.-der
G-renzfestigiceit durch die jrenzde:üiuiig bestir^rrt.
Tabelle ZIII . .
Probe | Pestir^eic O/a) |
.e^ung | mittlere ,Jteii'ui |
- A - . | j>,β | 57 | 10 |
_ | 4,5 | 37 | =" 1 2, 1 - |
G | 3,- | 39 | i 0,0 |
D | 3,4 | 46 | 7,-4 |
B | 2,5 | 60 | 4 |
109*4770374
Beispiel 15 .. ; :-.. "..-".-
Un^etrocknete Aquagelfasern, die nacli dem ITerfanren.
von .Beispiel 1 hergestellt worden waren, wurden
uu o,33 ί-ΐη ötapellänge geschnitten. Mn Teil, die Probe
.:, wurde d i-iinuten in einem ¥asserbad gekocht und auf
etwa 2i?°0 ab^elzühlt, und ein zv:eiter l'eil, Probe I, der ■
als Koiitrollprobe diente, wmrde nicht dieser Wärmebeiiandlurit:
unter sogen. Oie Proben H und I wurden in getrennten Ansätzen icontinuierlicli aus einer wässrigen
. üuspensioii ϊ;ν-.άsehen übliche Papieraascliinen-Iroclmungsfilze
auf ein«r erhitzten Achttroiiimel-Zylindertroclcnerbaiik
eiiigefünrt unter !Urzeugung eines getrocfcneten Papisiis
von. .:■",' ::-v 3asisgev;iorit. Die v-berl'i:<ehe der äylinciertrockner
„urae mit 4»"5 kg/cm Daiapi* au Γ etwa 150°C
Jei Verv/eiiduiis von Probe M »urde eine
a^eua eraacabare, ausamiaenhängende, -i:leiciifaäßi
ri^ulteii, die längere Zeit ohne oohwierigkeit kontinuieriu.-ii<.:rr;eöcellt
wurde.
Ii:\ Jegensata iiierisu, ,»urae bei Verwendung von
rcbe ϊ aie gegossene. Bahn aux zliieit 2sil des »»eges-durch
109847/037A
BAOORtQINAL
den !trockner zerrissen. Die Reißstelle schwankte bei
verschiedenen Ansätzen, aber in allen fällen trat öelbstzerfall
auf. ·
B e i s _p i el H
Si«, in einer wässrigen, etwa 60 G-ew.^igen Zinkcnlorid-Iiösung
gelöstes Folyacrylnitrilhomopolymerisat wurde in ein wässriges Fällbad extrudiert unter Bildung
eines FaserbundeIs. Die Fasern wurden aus dem Bad gezogen
und von restlichem Iiösungsmittel freigewasclien und
orientierend gestreckt# "Die noch nassen, nicht zusammengeklappten
Fasern wurden zu 6»35 mm Stapellänge geschnitten und 2 g Portionen davon wurden in einen auf niedrige
öescliviindigkeit eingestellten Waring ill scher gebracht und
30 i'linuteii geschlagen. Dann \vui*de die Gelaufschlämmung
mit Wasser verdünnt, ilin iicrylamidpolj'merisat (etv/a 7üij
Acrylamid iaischjaolyme'risiert mit etwa 301P i*crylsaure)
wurde in Form einer verdünnten,"-wässriger* Lösung zuge~
setst* Die endgültige Verdünnung der Äufechläiuraung be- s
trug 5700 ml. Die erhaltene Fasersuspensioii wurde dann
in den itufnahmebehälter einer Williams Kandblattfora
(20 χ 20 cm Öleb) gebracht. Desgleichen wurde eine Koii-
109847/0374
■ .. ., 89 - ■ ■;■.-. .-
troliprobe Hergestellt, "bei der der Aufschlämmung kein
.iLcrylamidpolymerisat zugesetzt worden war« Das Ablaufvmrtil
v/urde geöffnet, um das Abtropfen des Wassers infolge der Schwerkraft unter Zurücklassung einer nassen
jj'aseriaätte auf dem i'orinsieb zu erlauben, Me wischen
dem Offnen des Ablaufventils und dem Augenblick, wo man zuerst Luft durch das Pormsieb strömen hörte (ein Anzeichen,
daß eile Hauptmenge des Wassers aus der i'orm
entfernt v/ar) ,verstrichene Zeit vmrde sorgfältig, festgestellt
und als Ablauf zeit aufgezeichnet... Die Ergebnisse sind in l'abelle JiIV. gezeigt«'Sine merkliche Verbesserung"
in der G-leieümäMgkeit der erhaltenen -Bahn
•wurde bei den Jaxinen festgestellt, die aus den Suspensionen
erhalten worden v/ar en,' denen das sierisat zu^esexab -,.Orden war.
l'abelle JCEV
der AuiSchlämmong zugesetztes Ablaufzeit
Acrylam.idpolyir.erisat in <ρΛ be- (Sekunden)
ZOi-.en auf das l'rockenfasergevf, _. „_™______
Io ' 9
0,5 27 ·
1,0 . 'yj
1098A77037A
BAD O
B ei s ρ i "e 1 15 . "_■;-..
iiin .Bündel f ähnlich, dem von Beispiel 14}»urde z\x
6,35 dm Stapel geschnitten, 55. Minuten v-;ie in Beispiel
14 geschlagen und. in ähnlianer ./eise untersucrit. Der pK-V/ert
der Pulpe v.rurde auf 7,5 eingestellt. In ei.rdUien ^äisätaen
v/urde Alaun zugesetzt, um seine -.iriiun,;- auf die
Wirksamkeit des Äcrylamiüpolymerisats zu z^iiteii. ^ie Ergebnisse sind in xabelle *C/ dargestellt.
!rai>elle
der ]?ulpe zugesetztes der Pulpe au^esetster
Acrjlamidpolyiaerisat Alaun, >3, bezogen auf
',3, bezogen auf das daa irOclcenfasergev/,
irοckenfasergewicht
O- 0 4
0,5 ; C . .' ■ . k'7
0,5 1,0 1?
ä' e i s pie 1 1j5
Die jelfasern roii Beispiel 14 ".mrden in 9,5. nun
Stapel geschnitten, vorg^irocnt und 30 Minuten in einem
v/aring Mischer geschlagen una wie In Beispiel 14 ^o. e:u
Daiiri geformt. Acrylauitü; olvirieriaate .nit
109847/α37Λ.
iiydrolysegradeii wurden den so hergestellten Eroben, zugesetzt,
und außerdem -.vurde eine Vergleiohspröbe ohne Acrylaiaidpolymerisat
hergestellt. Die Wirkung der verschiedenen AcrylamidpolymeriBate auf die Ablaufzeit wird in
Tabelle XVI gezeigt.
der iulpe zugesetztes Acrylamidpolymerisat
in ';σ, besogen auf das
ü'ro okenf aeergewi cht
Ablaufzeit Hydrolysegrad, (Sekunden)
ο, | 50 | ν | 4 | ."■12, | 0 | 4, | 8 | ca. | 25 | - 30 |
ο, | 50 | »2- - | O | ca. | 3 ■■'■■ : | |||||
ο, | 50 | 5 | ca. | 3 - | 4 | |||||
0 | ||||||||||
BAD ORIGINAL
Claims (1)
- i'aserproduktes, daaarcli gekernte ic] inet, daw C'nr fjeibntgebundene 2ami auj ~oirasern eiiieo tiier^o^lHsti^eiaen, rasex"b?.ldeiideii ι ül;füie3'i satü .or^eoteilt v.ird, ij.idei-j üie jjHJnn liei einer Jiejiperatur vr-ii ..eniger alo 12ü°G v/:;iirend eines Zeitraums, der niciit e.ur:reiclit, um ein >->cJimel;;en der trockenen Pol\i..erisatresern ;:u verursaclien^der jedocli ausreicht, uia eine ^iain zu erzeugen, deren ijugi'e-53tigkeit im wieder η;-. ?:ge:.iaehtim Zustund eixn^ iieitf]iraft von mindestens 1!;,4 g für ein^n otre^i'ei^ von λ,·>·Ί cn Breite mit einen (iev/icnt von '54- t/n^ erfordert, «iiieia Druclc ausgesetzt wird.L'.. Veri'aj.i-e:i iiacii /jinL-ruc.·: 1, dadnrcii /-eiipnn^eic i-net, daS die Gel-i'asern 20 l,ijiu"cen Lia s» ^e^unden e?nea neißen, wässrigen, iiicht trociuienden i.ediuni bei einer 'i'ejiiperatur svösciien öü und ISO^c aucrecet^t ..'erden, v/sbei die ^eit si cn ur^ekelirt v.ie aie 'xer^r-eratur ändert"," v/'lhrend sie sicJ: in einen entspannten, Troi tsclirunpf- !'-".iiigen Zustand tefinden, eJie dir- ^uini, ,-Obildet vird.109847/0374BAD ORIGINAL3. Verfahren nacJa Anspruan. 2f dadurch gekennzeichnet, dai3 die Crelfasern teilweise gebrochen, zerschnitten, wärmebehandelt und fibrilliert werden»4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3». dadurcli i?ekennze lehnet, daß die Bahn aus einer wässrigen Suspension von ütapelgelfaserri abgeschieden wird.5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn aus kontinuierlichen GeIfäden abgeschieden wird.6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch, gekennzeich.-• -.-■■-net, daß die irelxäden gebrochen werden.7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, aaß die Bahnher^stellungsbedingungen so gewählt werden, daiä man eine gxtrfestigkeit in wieder naßgemaciitem Zuntand er aalt, die eine Üeifikraffr von niiidestens 45 g -"uie Z err ei 3 en eines Streif eaa von 2,54 cm lireite mit, .-ilnern υ e wie afc von 34,0 g/m" Denötigt.'iiiiren χΐ£.ι·:κ :ι.ερηιο,ι 2» dada>-cxi , äalö die erui*109847/0374BAD ORIGINAL- 94 kühlt und dann vor der Herstellung der -bahn in kurzeStapelabschnitte geschnivbeii werden.l). Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Stapelfasern auf mindestens 52°C gekühlt und dann vor der Herstellung der Bahn geschlagen werden.1ü. Yerfaiiren nach einem der Ansprüche 2, 3» 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die GeIfäden 3 Minu-Ien bis 10 οekunden auf eine Temperatur zwischen 100 und 15O0C erhitit werden.11. Ve^^eiireß nach ^iJWB Mr AnefrücJw J1 6 oier 9» ;dadurch gekennzeichnet, daß die Gelfäien gebrochen werden, indem eiβ durch Krafteimrlrkung la eolch·» Wa8· f^- kräuselt werden, daß ein ZugfestigkeitsTerluat von ain-™ destens 1/3 eintritt.12. ._,.. Verfahren nach "einem der Ansprüche 1 Mb 11, dadurcii gejcennzeiennet, daß die Bann in einem wässrigen, /item, trocknenden l'Iedium ausreichend lange auf eine 'lernpsratur von 60 bis 120°^ erhitzt wird., urn minclestens ^0;» der bei dieser l'emperatur iasgeaamt erzielbaren ^chrurap— fUiig zu erhalten.1Q9BA7/O374BAD ORIGINAL13. Verfahren nach eineiü der Ansprüche 1 bis 12, üu-durCi gekennzeichnet, daß die ßnlixi anschließend unter irreversiblem Zusammenklappen der üelfaserii ge-. 1. "Verfahren nach einem der jhitvjT"*ehe 1 blü 15,d;:^Ui1Ci geitenncp.iclinei;, da2 die Baiin mit harsartagen ^cjtntoiTen einer von der deir oeli'L.sern unteraciiiedli- ΟΛβη chemiBclien Zu3amiüenset;jan£ Ιπότ'-'.^^ r.rt und danach, ."cxroclznet ^.;'-' . \reri'airen nicu Aiiis.-ruch 7, dadurch ,"IiOt, dai? otapelgclfasern-..verwendet «erden und der -^rucic in ror;:i eiaea llucxers von ai,:xujiziertoji,. c-r^itioten -^rucii— iii'i,-.:e\ieiidet an., die er^aJ 1-eIj.e .caiai £etroc;cnetn i:a,£ere Spaiuran^eia aasL:eätt »erde/ir* noch iuiSTjrucJx 1S, dadu3*Cii ^ekennzeich da:-« der abstand der Druckpunkte nicht zrö.'^er int aie Län-ge der löta eliasera.Ven'alu'eri nach Anspruch. 13,- dadurcii gekennzeieh da.· dati jetrociaiete Jäid: r ■- ,..:t ans cnl ie'Send ge-109B47/0374BAD ORIGINALtemp-ert wird bei einer Temperatur, die mindestens 3O0G über der Grlasumwandlungstemperatur des thermoplastischen Polymerisats liegt,18* Verfahren nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn zwischen zwei distanzierten Begrenzungen getrocknet wird, welche die physikalische Bewegung der Bahn in Richtung ihrer Dicke beschränken, in den beiden anderen Richtungen jedoch praktisch kein Hindernis darstellen.19· Verfahren nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn getrocknet wird, während eine ü'esthaltekraft auf sie ausgeübt wird, die mindestens halb so groil ist wie die Axi al schrumpf kr äf te, die väiirend der irreversiblen Trocknung-"·der tfelfasern in diesen freigesetzt werden,20. Verfahren nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet, daß als festhältekraft -eine Druckkraft ausgeübt wird,21. Verfanreii nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn-fseichnet,· daß die erhaltene Bahn irreversibel getrock-109847/0374BAD1836185net wird, während sie unter einer iesthaltekraft steht, die auf die planen Bahnoberflächen in J'orm einer -fruekkraft ausgeübt wird, die ausreicht» um der axialen Schrumpf kr aft, welche in der Yielzahl von Gelfäden beim irreversiblen '.Trocknen und Zusammenklappen entwickelt v/ird, entgegenzuwirken und die mindestens halb so groß wie diese ist, aber geringer ist als die Kraft, welche , ein JieiSen der Gelfäden oder eine wesentliche Änderung der Fadenquerschnittsform hervorruft,22 ♦ Verfahren nach einem der Ansprüehe 1 Ms 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn aus einer Mischung .von 1 "bis 90 Gew.y-j anderer Substanzen außer den GeIfaaern una 10 bis 99 Gew.!/o Gelfasern besteht,23. Yerfanren nach einem der Ansprüche T bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn aus einer wässrigen Suspension von (a) einem fasermaterial, welches ein nieht-eellulosisches, synthetisches Polymerisat enthält, __ und (b) einem wasgerlöalichen Acrylamidpolymerisat mit einem Molekulargewicht über J^Q QOO in einer Menge, die zumindest ausreient, um die Ablaufgeschwindigfceit dea wäBsrigeKfc Mediums beim Abscheiden der Bahn auf einer porösen unterlage au vermindern,, abgeschiedeft wird»103047/0374BAD ORIGINAL24* Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das fasrige Material im wesentlichen aus Acrylnitrilpolymerisatfaserh besteht, die mindestens, etwa . 80 Gew.?a polymerisiertes Jtcrylnitril im polymeren l'.ole-JeüI enthalten.25* Verfahren nach Anspruch 24, dadurch geicennseicane t, daß das Acrylnitrilpolymerisat ein Polyacrylnitril i st.26. Verfahren nach Anspruch 24, dadurchnet, daß die Äcrylnitrilpolymerisatfasern naßgesconnen und in einem nicht zus£U2iaei%ei';lappt«n üelaustand v&rlie27. Terfanren nach einen der AiLSorüciie .-.? bis ^'6,w dadurch gekennzeichnet, daiS das Fasermaterial Im wesentlichen aus Hylon, Polyester oder Polyolefin-iPaserriaterial besieht.23. Verfaxiren nacii einem der Ä/isprüche 22 "bia 27,dadurcü gelcennseichnet, daß etwa 0,01 bis-20 uew,^ des "-ο -—"— Acryl amid polymerisat a, besoden auf das irockenge wicht des Fasermaterials, v.erweüdet v/erden. ■ '109847/037429· Verfahren nach. Anspruch.'tii^Jäadureh. gfikennzeichnet, daß die Suspension etv.ra O,OT'M:s 3* uev/»-;i Acrylamidpolymerisat, bezogen auf das Trockengewicht des Fasermaterialö,enthält. . '30. Verfahren nach einen der Ansprüche 22 bis 291
dadurch gekennzeichnet», daß das Acrylamidpolymerisat einen Hydrolysegrad von 25 bis 30$ aufweist.109847 Λ03Η BAD»
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